Cree為何能夠成為半導(dǎo)體材料SiC的行業(yè)龍頭?
發(fā)布時間:2020-04-24 12:27:14 瀏覽:2811
SiC作為一個原材料在19世紀(jì)就被察覺了,緊接著的一個世紀(jì)里,SiC基于其硬度標(biāo)準(zhǔn)高而普遍在機(jī)械加工制造和冶煉中贏得運用,關(guān)鍵用在基本功能陶瓷、高端耐熱材料、耐磨材料及冶金原材料這幾個行業(yè)領(lǐng)域。
盡管早在1907年就創(chuàng)立了第一只SiC二極管,但基于SiC自身構(gòu)造的不穩(wěn)定性,SiC的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃晶體材料的探究之路維持了一整個20世紀(jì),并迄今為止仍在連續(xù)不斷探究和不斷完善。作為一個一種寬帶隙半導(dǎo)體材料,與傳統(tǒng)型硅基電子元器件相比之下,SiC的擊穿場強(qiáng)是傳統(tǒng)型硅基電子元器件的10倍,傳熱系數(shù)是傳統(tǒng)型硅基電子元器件的3倍,特別適合于高電壓運用。SiC電子元器件可以保持更低的通斷電阻器,更好的電源開關(guān)速率,適用更高溫的作業(yè)環(huán)境。
SiC半導(dǎo)體的全產(chǎn)業(yè)鏈條涉及:襯底->外延->電子元器件(設(shè)計方案,生產(chǎn)制造,封測)->運用和方案->終端設(shè)備運用。
襯底和外延歸屬于SiC產(chǎn)業(yè)鏈的上游階段,作為一個支柱一整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的原材料階段,無論是從結(jié)果是電子元器件的性能指標(biāo)還是成本費用因素來講,其重要性怎樣注重都不過分。
Cree作為一個一整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的推動者和引領(lǐng)者,在襯底和外延行業(yè)領(lǐng)域都擁有絕對性的杰出競爭優(yōu)勢。市場占有率在50%左右。近些年更加是“一片難尋”。針對下游的電子元器件行業(yè)龍頭來講,安全保障供應(yīng)最合適的方案,便是和Cree簽署長期性供貨協(xié)議。Cree現(xiàn)階段的SiC原材料長期性供貨合同的額度早已超出5億美元,估計這個數(shù)字還是會持續(xù)迅速地優(yōu)化方案,這類策略針對這個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展趨勢來講,會帶來非常大的推動作用。
除開Cree外,II-VI、DowCorning、Rohm、昭和電工是關(guān)鍵的用戶。它們一起組成了SiC原材料制造行業(yè)局面的基本性生態(tài)環(huán)境,它們的最新動向也會對一整個SiC產(chǎn)業(yè)鏈形成巨大影響。
作為一個世界上最大的半導(dǎo)體元器件的主場團(tuán)隊,國內(nèi)的SiC原材料企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展近些年也相當(dāng)迅速。歸功于全產(chǎn)業(yè)鏈各個階段的相互信任和推進(jìn),襯底端的國內(nèi)經(jīng)銷商早已可以批量生產(chǎn)地出示比較好的4寸襯底,6寸片的超進(jìn)化也在連續(xù)不斷加快。外延這方面,國內(nèi)的行業(yè)歷經(jīng)數(shù)年的加工工藝積淀和優(yōu)化方案,有一些早已基本性和國外行業(yè)龍頭處在相同集團(tuán)公司,正面對戰(zhàn)也并不且戰(zhàn)且退。原材料端的良好最新進(jìn)展,針對國內(nèi)SiC產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展趨勢來講,是極為重要的。
原材料設(shè)備這方面,鑒于SiC的襯底原材料生長發(fā)育的多元性,幾家襯底行業(yè)龍頭,包含國內(nèi)的某些襯底生產(chǎn)商,許多基本都是自研自產(chǎn)自銷襯底爐子,這也進(jìn)一步加強(qiáng)提高了添加襯底行業(yè)的難度系數(shù)——國外襯底行業(yè)龍頭大部分不對外開放賣爐子,而且襯底生長發(fā)育的產(chǎn)品質(zhì)量把控,有很多的knowhow是核算到襯底爐方面的。
外延爐相對來說相對比較完善,主要是運用MOCVD機(jī)器設(shè)備,機(jī)器設(shè)備玩家極其集中化,AiXtron,LPE和VEECO。伴隨著這個產(chǎn)業(yè)鏈的持續(xù)性火熱和高預(yù)測分析,各行的生產(chǎn)能力擴(kuò)展,促使外延爐如今一直以來也是供不應(yīng)求的工作狀態(tài),交貨期通常也都得在半年之上。
元器件這方面,分為IDM生產(chǎn)商和Fabless生產(chǎn)商,IDM生產(chǎn)商現(xiàn)階段關(guān)鍵依然以國外的行業(yè)龍頭為主導(dǎo),除了Cree外,大多數(shù)是傳統(tǒng)式的功率半導(dǎo)體行業(yè)龍頭,他們在傳統(tǒng)式功率半導(dǎo)體銷售市場上的相對性市場競爭和勢力范圍情形,也危害著SiC產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展趨勢節(jié)奏感。國內(nèi)的IDM生產(chǎn)商近些年日漸發(fā)力追擊,據(jù)華潤微電子信息披露的招股說明書,其將會投資6億著重支持SiC和GaN,華潤微在三代半的合理布局,應(yīng)當(dāng)依然IDM的方法,但差別依然相對比較大。
在Fabless-Foundry的策略里,獨立自主的第三方fab廠,現(xiàn)階段主要是XFab和臺灣漢磊。將來應(yīng)當(dāng)也會出現(xiàn)新的國內(nèi)玩家添加。緊緊圍繞著這類fab廠創(chuàng)建的時候的Fabless-Foundry生態(tài)管理體系,日漸也必定會成為SiC電力電子器件中很重要的潛能。
下游的運用,SiC在電力電子技術(shù)和許多的傳統(tǒng)式高壓高功率的功率半導(dǎo)體應(yīng)用領(lǐng)域中,都是有運用或潛在性的運用發(fā)展空間。
EV是SiC電力電子器件/組件的一個大下游銷售市場,在OBC、DC/DC和TractionInverter上現(xiàn)階段都現(xiàn)已開始運用。特斯拉是第一家在其Model3中集成化全SiC功率模塊的汽車企業(yè),其工程項目設(shè)計部門可以直接與ST戰(zhàn)略合作——歸功于ST在輸出功率半導(dǎo)體封裝這方面累積,現(xiàn)階段這方面也是ST在SiC工作中的絕大多數(shù)由來。特斯拉M3的主逆變電源由24個1-in-1功率模塊構(gòu)成,這類組件組裝在針翅式散熱器上。
技術(shù)專業(yè)研究組織YoleDevelopment對SiC電力電子器件的運用發(fā)展空間、容積和分別的占比做了預(yù)測分析,依據(jù)Yole的數(shù)據(jù)信息,將來幾年SiC電力電子器件的CAGR將超出30%,新能源車和快速充電設(shè)備是在其中提高最快的兩個應(yīng)用領(lǐng)域。
在最后,整理下“超級出海口”豐田在SiC行業(yè)的合理布局:
用作2013年就創(chuàng)建了SiC專用型的無塵間、2015年2月就公布了凱美瑞混合動力SiC原型車的老司機(jī),豐田在2017年終止了其在sic行業(yè)的絕大多數(shù)宣傳策劃。一部分產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)的朋友認(rèn)為,這并不是豐田放棄了選用SiC,只是進(jìn)入了批量生產(chǎn)化階段性的“潛伏模式”的直接證據(jù)。豐田現(xiàn)階段的發(fā)展戰(zhàn)略是將運用在大批量出貨的普瑞斯上的電動化技術(shù)應(yīng)用,更進(jìn)一步拓展到其它車型。假如按照這一戰(zhàn)略方針的情況下,2020年左右上市的下一代普瑞斯中,應(yīng)當(dāng)會選用新的SiC輸出功率元器件。
從這類巨頭公布的一部分資料來說,SiC的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢是相對比較清晰的,但不同對SiC這塊蛋糕也都各有各的計劃:Infineon用作功率半導(dǎo)體的擂主,其CoolSiC早就在2016年就開始對外部宣傳策劃,但從其行動上卻沒有加大力度與客戶溝通——不僅有可能是其SiC元器件的成熟度不佳,系統(tǒng)可靠性還待更長時間的檢測,也是有可能是衡量SiC元器件對其傳統(tǒng)式強(qiáng)勢Si基功率半導(dǎo)體業(yè)務(wù)流程的沖擊性。ST和OnSemi的負(fù)擔(dān)要小一部分,步伐邁得也大一部分。ST大量的考慮是將會依靠SiC來提高自己的市場份額,而OnSemi的管理策略大致依然持續(xù)其往日在不同行業(yè)的老二管理策略——及時與客戶溝通,但不急于求成。
無論產(chǎn)業(yè)鏈中的玩家會如何決策,也即便SiC半導(dǎo)體元器件依然有它自身各式各樣的問題,SiC元器件的運用爆發(fā)的連接點,很有可能就在接下來的一兩年內(nèi)。
針對Cree,第三代半導(dǎo)體材料發(fā)展趨勢的道路上,它在最重要的關(guān)卡上都做了合理布局——在SiC原材料端,它是不容置疑的最強(qiáng)者。在SiC半導(dǎo)體元器件這方面,它也是先驅(qū)者。但是我認(rèn)為它應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇甚至于全力推進(jìn)其在原材料端的技術(shù)領(lǐng)先地位和護(hù)城河——元器件會是一個大市場,但相比較于功率半導(dǎo)體行業(yè)龍頭來講,Cree并沒有競爭優(yōu)勢,且伴隨著以后SiC行業(yè)的發(fā)展趨勢,產(chǎn)業(yè)鏈分工會愈發(fā)詳細(xì)。長期性的市場競爭優(yōu)勢與劣勢也會愈發(fā)顯著。
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