sirkuit terpadu

1. Biaya tinggi dan hasil rendah
Kapasitas substrat membatasi pasokan pasar

    Sebelum membuat chip silikon karbida, ada dua langkah pertama: pembuatan substrat dan produksi wafer epitaxial, yang merupakan komponen penting dari perangkat silikon karbida.Dari perspektif struktur biaya pembuatan perangkat silikon karbida, biaya substrat adalah yang terbesar, terhitung 47%;Yang kedua adalah biaya perpanjangan, terhitung 23%.
Substrat adalah bentuk embrio dari wafer silikon karbida.Ini menghasilkan bahan baku bubuk silikon karbida dengan mencampur bubuk silikon kemurnian tinggi dan bubuk karbon, dan kemudian menjalani metode pertumbuhan kristal dalam keadaan tertentu untuk menghasilkan ingot silikon karbida silinder.Setelah diproses, dipotong, dan diperoleh wafer silikon karbida dengan ketebalan tidak lebih dari 1 mm, wafer mengalami penggilingan, pemolesan, dan pembersihan untuk akhirnya mendapatkan substrat silikon karbida.
Dalam proses pembuatan substrat silikon karbida, ada persyaratan yang sangat tinggi untuk kemurnian bahan baku, pengendalian lingkungan pertumbuhan kristal, dan pemrosesan selanjutnya.Oleh karena itu, pembuatan substrat silikon karbida memiliki masalah seperti laju pertumbuhan yang lambat, persyaratan bentuk kristal yang tinggi, dan keausan pemotongan yang tinggi.Ini secara langsung mengarah pada masalah hasil rendah dan produktivitas substrat yang rendah.
Kualitas substrat secara langsung mempengaruhi kualitas pembuatan wafer epitaxial berikutnya, dan selanjutnya mempengaruhi kinerja perangkat silikon karbida jadi.Oleh karena itu, industri umumnya percaya bahwa seluruh industri silikon karbida masih akan didorong oleh kapasitas produksi bahan substrat dalam beberapa tahun mendatang.
Menurut prediksi Wolfspeed, ukuran pasar bahan SiC pada tahun 2022 akan menjadi $700 juta, dan ukuran pasar perangkat akan menjadi $4,3 miliar.Pada tahun 2026, pasar material SiC akan mencapai 1,7 miliar dolar AS, dan pasar perangkat mencapai 8,9 miliar dolar AS.Dari tahun 2022 hingga 2026, tingkat pertumbuhan tahunan gabungan dari ukuran pasar material adalah 24,84%, melebihi tingkat pertumbuhan tahunan gabungan dari ukuran pasar perangkat.
Dari perspektif pangsa pasar substrat silikon karbida global, Wolfspeed, Roma, dan II-VI secara kolektif mencapai 80%, yang berarti bahwa laju ekspansi ketiga perusahaan ini akan membatasi pasokan substrat.
Di sisi lain, ketiga perusahaan ini secara bertahap meningkatkan proporsi bahannya sendiri.Misalnya, proporsi bahan Wolfspeed sendiri akan meningkat dari 40% pada 2021 menjadi 56% pada 2024, semakin menekan kapasitas yang dapat mengalir ke pasar.Di tahun-tahun mendatang, akan ada tekanan yang lebih besar pada kapasitas produksi media global.
Seperti yang dapat kita lihat, Mercedes Benz, Land Rover, Lucid Motors, General Motors, Volkswagen, dan lainnya semuanya telah memilih untuk bekerja sama dengan Wolfspeed, yang menunjukkan bahwa industri silikon karbida tidak hanya di ujung perangkat, tetapi bahkan pemasok sistem hilir atau perusahaan kendaraan telah membuat reservasi kapasitas ke sisi pasokan hulu.
Gong Xi menunjukkan bahwa saat ini, hasil dan kualitas substrat tidak memuaskan baik untuk perusahaan pusat maupun perusahaan yang berlokasi di tengah.Ini akan menyebabkan substrat yang tidak memenuhi persyaratan MOSFET yang berdampak pada pasar dioda Schottky (SBD).Jika hasil dan kualitas bagian substrat ini dapat ditingkatkan, ini dapat membantu meringankan kendala pada kapasitas produksi MOSFET, yang bergantung pada sejauh mana hasil dan kualitas perusahaan substrat dalam negeri akan meningkat dari waktu ke waktu.

2.Substrat dan Iterasi Proses Perangkat
Pasar silikon karbida masih jauh dari matang

Seperti MOSFET, IGBT berbasis silikon juga digunakan dalam sistem penggerak utama otomotif.Sebagai perangkat daya yang sangat matang, iterasi prosesnya ditingkatkan di sekitar struktur.Gong Xi percaya bahwa pada saat ini, pengembangan perangkat silikon karbida juga akan sama.Artinya, evolusi dari arsitektur planar ke parit akan membawa ruang pertumbuhan dalam kinerja dan biaya.
Selain itu, perpindahan dari substrat berukuran 6 inci ke substrat berukuran 8 inci juga akan membawa perubahan yang signifikan dan menjadi daerah aliran sungai.Wolfspeed memperkirakan bahwa biaya satu chip telanjang 8 inci akan menjadi 37% dari 6 inci saat ini pada tahun 2024, yang berarti penurunan biaya sebesar 63%.Penurunan biaya ini termasuk peningkatan hasil dan peningkatan jumlah film telanjang.
Yole menunjukkan dalam laporannya bahwa wafer silikon karbida 8 inci dianggap sebagai langkah kunci dalam memperluas produksi.Tujuannya jelas untuk meningkatkan produksi dan mendapatkan keuntungan di babak kompetisi berikutnya.IDM utama sedang mengembangkan kemampuan pembuatan wafer silikon karbida 8 inci mereka sendiri;Mulai tahun 2022, beberapa pemasok wafer telah mulai mengirimkan sampel.Dalam perkiraan kekuatan silikon karbida Yole, 6 inci akan tetap menjadi platform terdepan untuk lima tahun ke depan.Namun, mulai tahun 2022, 8 inci pertama akan dianggap sebagai sumber daya strategis oleh pelaku pasar.
"Tumpang tindih dampak konfigurasi perangkat, Wolfspeed memperkirakan bahwa jika pendekatan tipe substrat+parit 8 inci diadopsi, biaya perangkat silikon karbida akan turun hingga 28% dari struktur planar 6 inci+saat ini dalam beberapa tahun mendatang. ".
Dengan perubahan dalam proses dan ukuran media, dampaknya terhadap biaya perangkat sangat besar.Baik dari segi konfigurasi maupun produksi substrat berukuran 8 inci akan berdampak pada pola pasar yang ada di masa mendatang.Proses berulang ini merupakan peluang bagi perusahaan domestik.

3. Kuasai ujung material hulu
Poin kunci untuk substitusi domestik

Platform voltase otomotif berkembang dari 400V-600V-800V, tetapi pada kenyataannya, kecepatan evolusi lebih cepat daripada ujung bahan silikon karbida hulu, yang berarti bahwa periode jendela hulu dan hilir tidak cocok, terutama untuk silikon karbida dalam negeri industri.
Hal ini akan menyebabkan kesenjangan yang lebih besar antara penawaran dan permintaan.Siapa yang bisa mengisinya dan bagaimana caranya?Ini adalah pertanyaan yang perlu kita pikirkan.
Gong Xi mengatakan bahwa banyak lembaga investasi hanya menggunakan volume pengiriman perangkat silikon karbida atau investasi penelitian dan pengembangan dalam beberapa tahun ke depan sebagai perspektif observasi statis untuk menilai industri, tetapi industri silikon karbida masih perlu mengambil perspektif dinamis untuk melihat ukuran pasar perangkat silikon karbida dalam beberapa tahun mendatang.
Seluruh rantai industri silikon karbida dibagi menjadi segmen yang berbeda.Rantai industri hulu meliputi bahan baku, bahan substrat, dan bahan epitaxial.Industri menengah mencakup desain struktural chip, pembuatan chip, perangkat, dan modul.Bidang aplikasi hilir meliputi fotovoltaik surya, semikonduktor, otomotif, transportasi kereta api, BTS 5G, bahan bangunan, dan industri baja.
Tata letak setiap perusahaan di setiap tautan bervariasi, dari IDM hingga bahan substrat atau epitaxial, hingga wafer dan perangkat epitaxial.Pakar lembaga think tank inti memperkirakan bahwa jika pendekatan epitaxial+device digunakan, laba kotor akan menjadi sekitar 60%, dan jika bisnis chip epitaxial dihapus, laba kotor akan menjadi sekitar 37%.Keuntungan kotor yang terakhir pada dasarnya sama dengan produsen perangkat berbasis silikon.
Ini menunjukkan bahwa jika Anda tidak menguasai ujung material hulu dan hanya membuat perangkat silikon karbida, dari perspektif laba kotor, tidak ada keuntungan dibandingkan dengan perangkat berbasis silikon.
Selain perubahan ukuran substrat dan konfigurasi perangkat yang dibahas di atas, pasar domestik akan menghadapi tekanan biaya yang signifikan di tahun-tahun mendatang.Oleh karena itu, kunci untuk menangkap peluang industri ke depan adalah mengembangkan industri material hulu.
Diperlukan waktu 2-3 tahun untuk mengubah ukuran substrat silikon karbida menjadi 8 inci.Dalam jangka pendek, kinerja biaya perangkat silikon karbida berdasarkan substrat 6 inci masih tinggi.Namun, dalam jangka menengah hingga panjang, produsen MOSFET silikon karbida skala besar saat ini akan menghadapi tantangan dan tekanan di masa mendatang.
Yole mengatakan bahwa dua tren utama memengaruhi rantai pasokan silikon karbida: integrasi vertikal pembuatan wafer dan pengemasan modul untuk menghasilkan lebih banyak pendapatan di tahun-tahun mendatang.Dalam konteks ini, perusahaan sistem terminal (seperti OEM otomotif) mengadopsi silikon karbida lebih cepat dan lebih fleksibel untuk mengelola pasokan beberapa pemasok wafer di pasar.