С 23 по 25 сентября репортер узнал на «Китайской конференции по развитию технологий электронной промышленности электронных материалов 2021 года», состоявшейся в Гуанчжоу, с базовой станцией 5G, зарядкой мобильных телефонов и электромобилями новой энергии и другими новыми областями полупроводниковых устройств, выдвигающих более высокие требования к мощности, эффективности, рассеиванию тепла и миниатюризации, карбид кремния (SiC) и нитрид галлия (GaN) в качестве представителя широко используемого полупроводника с широкой запрещенной зоной, и ускорение в золотой период развития.
В последние годы промышленность электронных материалов Китая добилась больших успехов, сформировав относительно полную промышленную цепочку, электронные материалы более разнообразны, охватывая множество областей от основных материалов до полупроводниковых материалов, выручка от продаж увеличивается из года в год, среднегодовой темп роста составляет около 7%. В 2020 году годовая стоимость выпуска отечественной индустрии электронных материалов составила 736 млрд юаней.
В 14-м пятилетнем плане национального экономического и социального развития Китайской Народной Республики и Наброске видения и целей на 2035 год, который был принят в марте 2021 года, разработка карбида кремния, нитрида галлия и других широкозонных полупроводников была специально предложена в области «интегральной микросхемы».
По данным IHS Markit, ожидается, что к 2025 году рынок силовых компонентов SiC достигнет 3 миллиардов долларов США с совокупным годовым темпом роста 30,4%. В ближайшие 10 лет 4-дюймовые монокристаллические подложки SiC будут постепенно заменяться 6-8-дюймовыми подложками, что еще больше снизит стоимость силовых устройств. Извлекая выгоду из сложной международной среды и продвижения политики, местные монокристаллические подложки SiC быстро развивались в последние годы.
Фэн Чжихун, главный научный сотрудник в области электронных функциональных материалов China Electronics Technology Group Co., LTD., заявил, что электромобили предъявляют очень высокие требования к надежности продукции SiC, а снижение дефектов является одним из важных направлений развития монокристаллических подложек и эпитаксиальной технологии. В настоящее время основные производители имеют возможность готовить субстраты с низкой плотностью микротрубок. Снижение плотности TSD (спиральные дислокации) и BPD (смещения оснований) станет центром научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ производителей субстратов. Сообщается, что стоимость подложки SiC составляет около 47% от общей стоимости силовых устройств, поэтому она является определяющим фактором для снижения стоимости силовых устройств SiC.
«В ближайшие 30 лет конкуренция на рынке станет более интенсивной, цена субстрата будет и дальше медленно снижаться, электромобили станут основной силой роста устройств SiC, силовые устройства SiC, по прогнозам, вырастут на cagR до 28% через 5 лет». — сказал Фэн Чжихун.
Говоря о разработке GaN, Фэн Чжихун сказал, что нынешняя полуизолированная монокристаллическая подложка SiC для эпитаксиала GaN развивается в направлении больших размеров. В ближайшие 10 лет 4-дюймовая монокристаллическая подложка SiC будет постепенно заменена на 6 дюймов, чтобы снизить цену на устройства питания GaN RF. В то же время ожидается, что новые гетеропереходные материалы GaN расширят рынок высокочастотных приложений GaN. В настоящее время основной размер si-подложки для эпитаксиального GaN составляет 6 дюймов, который будет расширен до 8 дюймов в ближайшие 5 лет и 12 дюймов в ближайшие 10-15 лет, что значительно снизит цену площади единицы эпитаксиального чипа.
Отчет Yole показывает, что емкость рынка мощности GaN удвоилась в прошлом году, в основном из-за проникновения приложений для быстрой зарядки Huawei, Apple, Xiaomi, Samsung и других производителей, продолжит поддерживать тенденцию быстрого роста в будущем и, как ожидается, проникнет в область электромобилей. Фэн Чжихун отметил, что в настоящее время основные производители завершили научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы монокристаллической подложки GaN диаметром 100 мм и вступают в стадию массового производства. Несколько производителей проводят научно-исследовательские и опытнические работы диаметром 150 мм. Ожидается, что через 5 лет цена за единицу площади подложки несколько снизится при быстром продвижении подложки диаметром 100 мм.