Úvod do každého článku průmyslového řetězce SiC a jeho konkurenčního vzoru（2）
Úvod do průmyslového řetězce SiC: proti proudu substrátu, střední epitaxní plátek, navazujících zařízení a aplikací. Průmyslový řetězec založený na materiálech SiC zahrnuje především přípravu substrátových materiálů SiC, růst epitaxních vrstev, výroba zařízení a následné aplikační trhy.
Upstream průmyslu SiC vyrábí substrátové materiály ze surovin a poté epitaxní materiály; Střední proud zahrnuje zařízení SiC, SiC výkonové polovodiče, a SiC výkonové moduly; Navazující aplikace zahrnují komunikaci 5G, nová energetická vozidla, fotovoltaické, polovodič, železniční tranzit, ocelářský průmysl, průmysl stavebních materiálů, atd.
Podle různých elektrických vlastností, SiC substrát lze rozdělit na poloizolační substrát a vodivý substrát. Substrát SiC je jádrem průmyslového řetězce SiC, a jeho elektrický výkon Elektrický výkon substrátu určuje funkci a výkon navazujících čipů. Aby materiály mohly splňovat funkční požadavky různých čipů, Je třeba připravit substráty SiC s různými elektrickými vlastnostmi.
Substrát SiC je základním kamenem aplikací GaN a SiC v polovodičových materiálech třetí generace. Na SiC substrátu, chemická depozice par (CVD) se používá hlavně ke generování požadovaných tenkovrstvých materiálů na povrchu substrátu, to znamená, k vytvoření epitaxních plátků a dále k výrobě zařízení.
Mezi nimi, SiC epitaxní filmy jsou vyrobeny narůstáním SiC epitaxních vrstev na vodivých SiC substrátech, které mohou dále vyrábět zařízení na měření úspěšnosti a mohou být použity v nových energetických vozidlech, fotovoltaická výroba elektřiny, železniční tranzit, chytré sítě, odolnost proti korozi; GaN na epitaxních destičkách SiC se připravují pěstováním epitaxních vrstev GaN na poloizolačních SiC substrátech, které mohou být dále vyrobeny do mikrovlnných RF zařízení a použity v 5G komunikaci, radar a další obory.
Epitaxní list označuje jednu nebo více epitaxních vrstev pěstovaných na SiC substrátu. Ve srovnání se substrátem, epitaxní materiál má dobrou jednotnost tloušťky a koncentrace dopingu, vynikající konzistence mezi třísky, a nízkou chybovost, což účinně zlepšuje konzistenci a výtěžnost následných produktů. Napájecí zařízení obecně vyžadují vysokou hustotu defektů, tolerance vysokého napětí a proudu, takže pro výrobu čipů se používají epitaxní čipy.
Epitaxní wafery mají velký význam pro zlepšení stability parametrů zařízení. Z pohledu výrobního procesu, chemická depozice par (CVD) je v současnosti běžným epitaxním procesem, to znamená, epitaxní vrstvy jsou pěstovány na SiC leštěných destičkách pomocí epitaxní pece a prekurzorového plynu. Základní technologie v epitaxi zahrnuje přesné řízení epitaxní teploty, proudění plynu, čas a další parametry, tak, aby se snížil stupeň defektu epitaxní vrstvy a zlepšil výkon a spolehlivost zařízení. Epitaxní parametry požadované různými konstrukcemi zařízení se také liší.
Obecně řečeno, tím silnější je epitaxní vrstva, tím vyšší napětí zařízení vydrží. Pro aplikace 600V~6500V, tloušťka epitaxní vrstvy SiC je obecně 1~40 μm。 Protože epitaxe SiC je obtížná, na trhu existuje několik výrobců specializovaných na epitaxi SiC, jako je Hantiancheng, Dongguan Tianyu, atd. V současnosti, domácí 6-palcové epitaxní produkty SiC byly komerčně využity, a 8palcové produkty jsou ve vývoji.
Přidaná hodnota průmyslového řetězce SiC se koncentruje proti proudu, a substrát a epitaxní film jsou důležitými součástmi SiC zařízení. Průmyslový řetězec SiC od upstream k downstream zahrnuje SiC substrát, výroba epitaxních plátků, výroba zařízení, testování balíčků a další odkazy. Substrát je na vrcholu průmyslového řetězce SiC, odolnost proti korozi 47% nákladů, následuje epitaxní plátek, odolnost proti korozi 23%.
Tyto dva procesy jsou důležitými součástmi SiC zařízení. Vzhledem k vysokým technologickým bariérám a nízké výtěžnosti výroby SiC substrátu, světová produkce má zjevná úzká místa, takže jeho výrobní náklady byly vysoké. Dále, výkonnost parametrů epitaxních destiček bude ovlivněna kvalitou substrátu SiC, což také ovlivní výkon navazujících zařízení. Je vidět, že substráty SiC a epitaxní destičky jsou hlavními články průmyslového řetězce SiC, a přidaná hodnota tohoto odvětví se soustředí proti proudu.
Soutěžní vzor: monopol mezinárodních podniků
Průmysl vzor: Trhu se substráty SiC dominují mezinárodní podniky. Substrát SiC je spojnicí s vysokými technickými bariérami v průmyslovém řetězci SiC, což zahrnuje mnoho vazeb, jako je vývoj a výroba zařízení, syntéza surovin, růst a řezání krystalů, detekce zpracování a čištění destiček. Proto, je nutná dlouhodobá akumulace procesní technologie, a existují vysoké technické a talentové překážky. V současnosti, trhu substrátů SiC dominují mezinárodní výrobci. V první polovině r 2020, Podíl společnosti Wolfspeed na globálním trhu substrátů SiC (včetně poloizolačních a vodivých typů) je až 45%.
Vodivý SiC substrát: Podle údajů Yole, Wolfspeed ve Spojených státech je největší, představující více než 60% podílu na globálním trhu, v podstatě kontrolovat tržní cenu a tržní standard daného odvětví. Mezi další společnosti v oboru patří: II-VI ve Spojených státech, Si Crystal v Německu, Dow, ShowaDenko v Japonsku, atd. První tři podniky představují více než 90% odvětví. Poloizolační SiC substrát: Globální trh Wolfspeed, II-IV, ve Spojených státech, tvoří téměř 70% z celkového podílu na trhu. Domácí podíl Shandong Tianyue vede v podílu poloizolačního SiC substrátu, odolnost proti korozi 30% v 2020.
SiC prodlužovací zařízení: trh je monopolizován čtyřmi mezinárodními podniky. V současnosti, globální SiC epitaxní zařízení je monopolizováno čtyřmi předními podniky v oboru, Axitron, LPE, TEL a Nuflare. Tržní podíl čtyř největších podniků v oboru se blíží 100%. V současnosti, epitaxní zařízení SiC čtyř hlavních světových společností má své výhody. Axitron má nejsilnější růstovou kapacitu epitaxního zařízení, takže jeho kapacita je relativně větší; LPE epitaxní zařízení má nejvyšší rychlost růstu; Vybavení japonských TEL je dvoukomorové, což pomáhá zvýšit výkon; Nuflare má vyšší rychlost rotace 1000 otáčky za minutu, takže produkt má silnější jednotnost.
SiC napájecí zařízení: V oblasti downstreamových SiC napájecích zařízení, hlavní podíly na světovém trhu drží dvě přední společnosti, Wolfspeed ve Spojených státech a Rohm v Japonsku, s podíly na trhu 27% a 22% odolnost proti korozi. Tržní podíl čtyř největších podniků v odvětví je součet 73%. Z pohledu aplikace SiC výkonových zařízení, protože napájecí zařízení SiC mohou výrazně zlepšit výkon nových energetických vozidel, jako je zlepšení výdrže a rychlosti nabíjení, a realizace odlehčení vozidel, Energetická zařízení SiC mají nejvyšší podíl aplikací v oblasti nových energetických vozidel, následuje napájecí zařízení, výroba fotovoltaické energie a národní obrana a vojenský průmysl, odolnost proti korozi 21%, 17% a 11% odolnost proti korozi.
