安森美半導(dǎo)體的市場(chǎng)份額增長(zhǎng)極快,2019年成為了排名第五的碳化硅供應(yīng)商,而這家廠商的愿景是在2025年躋身前三甲。
具有優(yōu)異特性的“第三代半導(dǎo)體材料”碳化硅(SiC)相比傳統(tǒng)硅材料,因具有良好的帶隙、擊穿場(chǎng)強(qiáng)、高熱導(dǎo)率、高電子遷移率、高飽和電子漂移速度而被制為SiC MOSFET和SiC二極體,大面積應(yīng)用于汽車和工業(yè)市場(chǎng)。
Si、GaAS、GaN和SiC半導(dǎo)體材料特性對(duì)比
同被稱為第三代半導(dǎo)體材料的氮化鎵(GaN)因其特性,多被用于650V以下的中低壓功率器件及射頻和光電領(lǐng)域,而碳化硅(SiC)則主要用在650V以上的高壓功率器件領(lǐng)域。
利用碳化硅器件可以明顯獲得小型輕量,高能效和驅(qū)動(dòng)力強(qiáng)的系統(tǒng)性能。經(jīng)過(guò)研究和長(zhǎng)期的市場(chǎng)認(rèn)證,利用碳化硅材料的特性優(yōu)勢(shì),不僅可以縮小模塊的體積的50%以上,減少電子轉(zhuǎn)換損耗80%以上,還可全面降低綜合成本。
碳化硅功率半導(dǎo)體器件相較于硅基功率器件優(yōu)勢(shì)
據(jù)Yole稱,碳化硅功率半導(dǎo)體市場(chǎng)預(yù)計(jì)將達(dá)到15億美元,另?yè)?jù)IHS數(shù)據(jù),碳化硅市場(chǎng)總量在2025年將有望達(dá)到30億美元這一規(guī)模。
隨著汽車和工業(yè)市場(chǎng)的不斷增速,碳化硅市場(chǎng)“瘋狂生長(zhǎng)”。據(jù)悉,安森美半導(dǎo)體的市場(chǎng)份額增長(zhǎng)極快,2019年成為了排名第五的碳化硅供應(yīng)商,而這家廠商的愿景是在2025年躋身前三甲。
擁有多重優(yōu)勢(shì)的碳化硅產(chǎn)品
安森美半導(dǎo)體(ON Semiconductor)寬禁帶產(chǎn)品線經(jīng)理Brandon Becker告訴記者,
安森美半導(dǎo)體在汽車和工業(yè)應(yīng)用方面取得了許多成就
。
他強(qiáng)調(diào),
安森美半導(dǎo)體在全球電源行業(yè)中排名第二
,因此與客戶互動(dòng),使碳化硅(SiC)產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于廣泛的領(lǐng)域,包括但不限于電動(dòng)汽車、逆變器、充電器、可再生能源、渦輪機(jī)、鐵路、醫(yī)療、建筑、電器、照明等。
安森美半導(dǎo)體寬禁帶產(chǎn)品線經(jīng)理
他表示,取得如此優(yōu)異的成就源于安森美半導(dǎo)體所具有的多重優(yōu)勢(shì):
首先,
器件性能和質(zhì)量均堅(jiān)固耐用,并符合AECQ101規(guī)格;
其次,
安森美半導(dǎo)體的供應(yīng)鏈?zhǔn)菬o(wú)與倫比的,從基板到封裝或模塊均為自產(chǎn);
第三,
擁有才華橫溢、多元化的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì),推動(dòng)著SiC性能的極限。
據(jù)了解,安森美半導(dǎo)體提供大范圍的SiC MOSFET和SiC二極體,并推出了多代技術(shù)的產(chǎn)品。我們的所有器件都符合汽車標(biāo)準(zhǔn),因此工業(yè)市場(chǎng)真正能同時(shí)獲得最佳品質(zhì)的器件。
在二極管方面,安森美半導(dǎo)體自2016年開(kāi)始,便發(fā)布了650V和1200V二極管產(chǎn)品組合,并在2019年7月首次發(fā)布1700V二極管產(chǎn)品組合。
在MOSFET方面,安森美半導(dǎo)體在2018年12月發(fā)布了初代1200V產(chǎn)品,650V/750V/1700V產(chǎn)品現(xiàn)均已提供樣品,將在今年發(fā)布。
650V SiC 二極管
1200V SiC 二極管
1700V SiC 二極管
650V SiC MOSFET (現(xiàn)提供樣品,2020年發(fā)布)
750V SiC MOSFET (現(xiàn)提供樣品,2020年發(fā)布)
900V SiC MOSFET
1200V SiC MOSFET
1700V SiC MOSFET (現(xiàn)提供樣品,2020年發(fā)布)
在過(guò)去碳化硅晶圓還停留在4英寸基板時(shí),晶圓短缺和價(jià)格高昂一直是碳化硅之前難啃的“硬骨頭”,目前市場(chǎng)已逐步從4英寸轉(zhuǎn)向6英寸。
據(jù)Yole預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,在2017年4英寸導(dǎo)通型碳化硅晶圓市場(chǎng)就接近10萬(wàn)片,而6英寸碳化硅晶圓則只有1.5萬(wàn)片;在2020年4英寸碳化硅晶圓仍然保持原有水平,而6英寸晶圓市場(chǎng)需求已超過(guò)8萬(wàn)片,并將在2030年逐步超越4英寸晶圓。
導(dǎo)通型碳化硅晶圓市場(chǎng)預(yù)測(cè)
另外,擁有更高頻率和高電阻的半絕緣碳化硅晶圓亦是如此。在2017年4英寸的需求量在4萬(wàn)片左右,而到2020年4英寸的需求量將保持不變,6英寸半絕緣襯底市場(chǎng)迅速提升到4-5萬(wàn)片。
半絕緣碳化硅晶圓市場(chǎng)預(yù)測(cè)
那么在晶圓產(chǎn)能方面,安森美半導(dǎo)體處在什么狀態(tài)呢?Brandon Becker告訴記者,
安森美半導(dǎo)體每年的產(chǎn)能都在翻番,以領(lǐng)先于客戶的進(jìn)度計(jì)劃量
。
如此產(chǎn)能下,價(jià)格必然可以快速下降,究其原因Brandon Becker坦言,主要在于三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):
(1)基板質(zhì)量在提高,帶來(lái)更好的芯片良率;
(2)更多的基板供應(yīng)商達(dá)到了生產(chǎn)質(zhì)量;
(3)客戶的采用率在增加,推動(dòng)了更高的產(chǎn)量。
值得一提的是,在2020年3月19日,安森美半導(dǎo)體與美商GT Advanced Technologies(GTAT)宣布執(zhí)行一項(xiàng)為期五年、潛在價(jià)值5000萬(wàn)美元的協(xié)議。
根據(jù)協(xié)議,GTAT 將為推動(dòng)節(jié)能創(chuàng)新的全球領(lǐng)導(dǎo)者安森美半導(dǎo)體生產(chǎn)和供應(yīng) CrystX? 碳化硅(SiC)材料[筆者注:GTAT專有的150mm(6英寸)SiC晶體],用于高增長(zhǎng)市場(chǎng)和應(yīng)用。
另外,科銳(CREE)與安森美半導(dǎo)體也于去年8月簽署多年協(xié)議,將向安森美半導(dǎo)體供應(yīng)價(jià)值8500萬(wàn)美元的先進(jìn)150mm(6英寸)碳化硅裸片和外延片。
在如此充足的材料和裸片的保障下,加之
安森美半導(dǎo)體40余年的大批晶圓生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),不僅保證了充足的市場(chǎng)供應(yīng),也能夠引領(lǐng)器件性價(jià)比的提升
。
此前,安森美半導(dǎo)體低壓金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管高級(jí)董事兼總經(jīng)理Bret Zahn曾表示,碳化硅市場(chǎng)下一步關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)IGBT成本平價(jià)。加速成本平價(jià)及更低的關(guān)鍵是完全垂直整合,因此,實(shí)現(xiàn)完全垂直整合也是安森美半導(dǎo)體的目標(biāo)之一。
不過(guò),雖說(shuō)碳化硅的單器件成本的確高于傳統(tǒng)硅器件,但從整體系統(tǒng)成本來(lái)說(shuō)碳化硅仍然比硅器件更具“系統(tǒng)級(jí)”成本優(yōu)勢(shì),這主要?dú)w功于碳化硅的高能效以及低發(fā)熱下使用壽命的延長(zhǎng)。
Bret Zahn強(qiáng)調(diào),碳化硅已為許多汽車應(yīng)用提供了“系統(tǒng)級(jí)”成本效益,一旦碳化硅可以在器件級(jí)實(shí)現(xiàn)與IGBT的成本平價(jià),更高的效率結(jié)合更低的價(jià)格所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)必然可以牽引電動(dòng)汽車市場(chǎng)的應(yīng)用。
這個(gè)不平凡的2020年,開(kāi)局便迎來(lái)重大公共衛(wèi)生事件。Brandon Becker表示,新冠病毒給全球市場(chǎng)帶來(lái)了嚴(yán)峻的沖擊,在這前所未有的時(shí)期,我們祝愿大家健康安全。
“對(duì)于安森美半導(dǎo)體來(lái)說(shuō),這是個(gè)真正的機(jī)會(huì),因?yàn)楫?dāng)供應(yīng)鏈和材料保證被重視時(shí),我們有內(nèi)部供應(yīng)能力,這在行業(yè)內(nèi)是獨(dú)一無(wú)二的。因?yàn)樵S多其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手都依賴外部的代工或封裝服務(wù),其供應(yīng)鏈有不確定性。此外,我們還通過(guò)電話會(huì)議與客戶保持緊密聯(lián)系合作,遠(yuǎn)程支持他們的設(shè)計(jì)需求?!?/span>
那么在這種考驗(yàn)下,安森美半導(dǎo)體在汽車和工業(yè)業(yè)務(wù)原定目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)?Brandon Becker告訴記者,盡管新冠病毒大流行擾亂了市場(chǎng),但我們的業(yè)務(wù)被認(rèn)為是必不可少的,在全球范圍內(nèi)都在非常嚴(yán)格的準(zhǔn)則下運(yùn)營(yíng)。目前,即使員工在早期遇到困難,大家仍致力于實(shí)現(xiàn)這些項(xiàng)目,所以仍然看到業(yè)務(wù)和發(fā)展目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。
碳化硅整體市場(chǎng)逐步發(fā)展至今,安森美半導(dǎo)體認(rèn)為,整個(gè)市場(chǎng)格局將是汽車約占60%的市場(chǎng)總量,其他40%來(lái)自一些不同的工業(yè)領(lǐng)域。
Brandon Becker強(qiáng)調(diào),
碳化硅的未來(lái)在于模塊,并將離開(kāi)分立器件
。模塊在功率密度、額定功率和熱性能等方面實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用的最大差異化。
值得一提的是,安森美半導(dǎo)體在中國(guó)擁有龐大的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò),擁有汽車和工業(yè)的專門碳化硅團(tuán)隊(duì)。
相信伴隨市場(chǎng)的腳步和安森美半導(dǎo)體強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)和合作網(wǎng)絡(luò),碳化硅器件的性價(jià)比會(huì)越來(lái)越高,相信未來(lái)的汽車和工業(yè)市場(chǎng)也將更加繁茂。
免責(zé)聲明:本文內(nèi)容由21ic獲得授權(quán)后發(fā)布,版權(quán)歸原作者所有,本平臺(tái)僅提供信息存儲(chǔ)服務(wù)。文章僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn),不代表本平臺(tái)立場(chǎng),如有問(wèn)題,請(qǐng)聯(lián)系我們,謝謝!