دارة متكاملة

1. تكلفة عالية وعائد منخفض
قدرة الركيزة تحد من المعروض في السوق

    قبل تصنيع رقائق كربيد السيليكون ، هناك خطوتان أوليتان: تصنيع الركيزة وإنتاج رقاقة فوق المحور ، وهي مكونات مهمة لأجهزة كربيد السيليكون.من منظور هيكل تكلفة التصنيع لأجهزة كربيد السيليكون ، فإن تكلفة الركيزة هي الأكبر ، حيث تمثل 47 ٪ ؛والثاني هو تكلفة التمديد ، وهو ما يمثل 23٪.
الركيزة هي الشكل الجنيني لرقاقة كربيد السيليكون.إنه يولد مواد خام مسحوق كربيد السيليكون عن طريق خلط مسحوق السيليكون عالي النقاء ومسحوق الكربون ، ثم يخضع لطريقة نمو بلورية في ظل ظروف محددة لتوليد سبائك كربيد السيليكون الأسطوانية.بعد المعالجة والقطع والحصول على رقاقة كربيد السيليكون بسمك لا يزيد عن 1 مم ، تخضع الرقاقة للطحن والتلميع والتنظيف للحصول أخيرًا على ركيزة من كربيد السيليكون.
في عملية تصنيع ركائز كربيد السيليكون ، هناك متطلبات عالية للغاية لنقاء المواد الخام ، والتحكم البيئي لنمو البلورات ، والمعالجة اللاحقة.لذلك ، فإن تصنيع ركائز كربيد السيليكون يواجه مشاكل مثل معدل النمو البطيء ، والمتطلبات العالية للشكل البلوري ، والتآكل العالي للقطع.هذا يؤدي مباشرة إلى مشكلة انخفاض العائد وانخفاض إنتاجية الركيزة.
تؤثر جودة الركيزة بشكل مباشر على جودة التوليد اللاحق للرقاقة الفوقية ، وبالتالي تؤثر على أداء أجهزة كربيد السيليكون النهائية.لذلك ، تعتقد الصناعة عمومًا أن صناعة كربيد السيليكون بأكملها ستظل مدفوعة بالقدرة الإنتاجية لمواد الركيزة في السنوات القليلة المقبلة.
وفقًا لتوقعات Wolfspeed ، فإن حجم السوق لمواد SiC في عام 2022 سيكون 700 مليون دولار ، وحجم سوق الأجهزة سيكون 4.3 مليار دولار.في عام 2026 ، سيصل سوق مواد SiC إلى 1.7 مليار دولار أمريكي ، وسيصل سوق الأجهزة إلى 8.9 مليار دولار أمريكي.من عام 2022 إلى عام 2026 ، كان معدل النمو السنوي المركب لحجم سوق المواد 24.84٪ ، متجاوزًا معدل النمو السنوي المركب لحجم سوق الجهاز.
من منظور الحصة السوقية العالمية لركيزة كربيد السيليكون ، تمثل Wolfspeed و Roma و II-VI مجتمعة 80 ٪ ، مما يعني أن وتيرة التوسع في هذه الشركات الثلاث ستحد من المعروض من الركائز.
من ناحية أخرى ، تعمل هذه الشركات الثلاث تدريجياً على زيادة نسبة المواد الخاصة بها.على سبيل المثال ، ستزيد نسبة Wolfspeed من المواد الخاصة بها من 40٪ في عام 2021 إلى 56٪ في عام 2024 ، مما يزيد من ضغط السعة التي يمكن أن تتدفق إلى السوق.في السنوات القادمة ، سيكون هناك ضغط أكبر على الطاقة الإنتاجية العالمية للركيزة.
كما نرى ، فقد اختارت مرسيدس بنز ولاند روفر ولوسيد موتورز وجنرال موتورز وفولكس فاجن وغيرهم جميعًا التعاون مع Wolfspeed ، مما يشير إلى أن صناعة كربيد السيليكون ليست فقط في نهاية الجهاز ، ولكن حتى موردي أنظمة المصب أو قامت شركات السيارات بحجز السعة في جانب العرض الأولي.
أشار Gong Xi إلى أنه في الوقت الحالي ، فإن إنتاجية الركيزة وجودتها ليست مرضية لكل من المؤسسات الرئيسية والمؤسسات الواقعة في الوسط.سيؤدي ذلك إلى ركائز لا تفي بمتطلبات MOSFET التي تؤثر على سوق Schottky diode (SBD).إذا كان من الممكن تحسين إنتاجية وجودة هذا الجزء من الركيزة ، فيمكن أن يساعد ذلك في تخفيف القيود المفروضة على قدرة إنتاج MOSFET ، والتي تعتمد على مدى تحسن إنتاجية وجودة مؤسسات الركيزة المحلية بمرور الوقت.

2.تكرار عملية الركيزة والجهاز
سوق كربيد السيليكون أبعد ما يكون عن النضج

مثل MOSFETs ، تُستخدم IGBTs القائمة على السيليكون أيضًا في أنظمة القيادة الرئيسية للسيارات.كجهاز طاقة ناضج جدًا ، تم تحسين عملية التكرار حول الهيكل.يعتقد Gong Xi أنه في هذه المرحلة ، سيكون تطوير أجهزة كربيد السيليكون هو نفسه أيضًا.أي أن التطور من البنى المستوية إلى البنى الخنادق سيوفر مساحة نمو في الأداء والتكلفة.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن الانتقال من ركيزة بحجم 6 بوصات إلى ركيزة مقاس 8 بوصات سيؤدي أيضًا إلى إحداث تغييرات كبيرة ويصبح مستجمعات مائية.تقدر Wolfspeed أن تكلفة شريحة واحدة بحجم 8 بوصات ستكون 37 ٪ من 6 بوصات الحالية بحلول عام 2024 ، مما يعني انخفاضًا بنسبة 63 ٪ في التكلفة.يتضمن هذا الانخفاض في التكلفة زيادة في العائد وزيادة في عدد الأفلام العارية.
وأشار يول في التقرير إلى أن رقاقة كربيد السيليكون مقاس 8 بوصات تعتبر خطوة أساسية في توسيع الإنتاج.من الواضح أن الهدف هو زيادة الإنتاج واكتساب ميزة في الجولة التالية من المنافسة.تقوم شركة IDMs الرئيسية بتطوير قدرات تصنيع رقاقة كربيد السيليكون الخاصة بها مقاس 8 بوصات ؛اعتبارًا من عام 2022 ، بدأ بعض موردي الويفر في شحن العينات.وفقًا لتوقعات شركة Yole للطاقة من كربيد السيليكون ، ستظل 6 بوصات هي المنصة الرائدة خلال السنوات الخمس المقبلة.ومع ذلك ، اعتبارًا من عام 2022 ، سيتم اعتبار أول 8 بوصات موردًا استراتيجيًا من قبل المشاركين في السوق.
"من خلال تداخل تأثير تكوين الجهاز ، يتوقع Wolfspeed أنه إذا تم اعتماد نهج الركيزة مقاس 8 بوصات + أسلوب الخندق ، فإن تكلفة أجهزة كربيد السيليكون ستنخفض إلى 28٪ من البنية المستوية الحالية مقاس 6 بوصات + في السنوات القليلة المقبلة. ".
مع التغييرات في العملية وحجم الركيزة ، يكون التأثير على تكاليف الجهاز هائلاً.سواء من حيث التكوين أو إنتاج ركائز 8 بوصة ، سيكون لها تأثير على نمط السوق الحالي في المستقبل.هذه العملية التكرارية هي فرصة للمؤسسات المحلية.

3. إتقان نهاية المواد الأولية
النقاط الرئيسية للإحلال المحلي

تتطور منصة جهد السيارات من 400V-600V-800V ، ولكن في الواقع ، فإن سرعة التطور أسرع من نهاية مادة كربيد السيليكون المنبع ، مما يعني أن فترات النوافذ في المنبع والمصب غير متطابقة ، خاصة بالنسبة لكربيد السيليكون المحلي صناعة.
سيؤدي ذلك إلى فجوة أكبر بين العرض والطلب.من يستطيع ملئه وكيف؟هذا سؤال نحتاج إلى التفكير فيه.
قال Gong Xi إن العديد من المؤسسات الاستثمارية تستخدم ببساطة حجم شحن أجهزة كربيد السيليكون أو الاستثمار في البحث والتطوير في السنوات القليلة المقبلة كمنظور مراقبة ثابت للحكم على الصناعة ، لكن صناعة كربيد السيليكون لا تزال بحاجة إلى اتخاذ منظور ديناميكي لرؤية حجم سوق أجهزة كربيد السيليكون في السنوات القليلة المقبلة.
تنقسم سلسلة صناعة كربيد السيليكون بأكملها إلى قطاعات مختلفة.تتضمن سلسلة صناعة المنبع المواد الخام والمواد الأساسية والمواد فوق المحور.تشمل الصناعة الوسيطة التصميم الهيكلي للرقائق ، وتصنيع الرقائق ، والأجهزة ، والوحدات النمطية.تشمل مجالات التطبيق النهائية الطاقة الشمسية الكهروضوئية ، وأشباه الموصلات ، والسيارات ، والنقل بالسكك الحديدية ، ومحطات 5G الأساسية ، ومواد البناء ، والصناعات الفولاذية.
يختلف تخطيط كل مؤسسة في كل رابط ، من IDM إلى مواد ركيزة أو فوقية ، إلى رقائق وأجهزة فوقية.يقدر خبراء مركز الفكر الأساسي أنه إذا تم استخدام نهج الجهاز الفوقي ، فسيكون إجمالي الربح حوالي 60٪ ، وإذا تمت إزالة أعمال الرقائق الفوقية ، فسيكون إجمالي الربح حوالي 37٪.الربح الإجمالي لهذا الأخير هو في الأساس نفس ربح الشركات المصنعة للأجهزة القائمة على السيليكون.
يشير هذا إلى أنك إذا لم تكن تتقن استخدام المواد الأولية وتقوم فقط بصنع أجهزة كربيد السيليكون ، من منظور الربح الإجمالي ، فلن يكون هناك ربح مقارنة بالأجهزة القائمة على السيليكون.
إضافة إلى التغييرات في حجم الركيزة وتكوين الجهاز التي تمت مناقشتها أعلاه ، سيواجه السوق المحلي ضغوطًا كبيرة من حيث التكلفة في السنوات القادمة.لذلك ، فإن مفتاح اغتنام فرص الصناعة المستقبلية هو تطوير صناعة المواد الأولية.
سوف يستغرق تحويل حجم ركائز كربيد السيليكون إلى 8 بوصات من 2-3 سنوات.على المدى القصير ، لا يزال أداء تكلفة أجهزة كربيد السيليكون القائمة على ركائز 6 بوصات مرتفعًا.ومع ذلك ، على المدى المتوسط ​​إلى الطويل ، سيواجه مصنعو MOSFET من كربيد السيليكون الحاليين تحديات وضغوطًا في المستقبل.
قال Yole أن هناك اتجاهين رئيسيين يؤثران على سلسلة توريد كربيد السيليكون: التكامل الرأسي لتصنيع الرقائق وتغليف الوحدة لتوليد المزيد من الإيرادات في السنوات القادمة.في هذا السياق ، تتبنى شركات أنظمة المحطات الطرفية (مثل مصنعي المعدات الأصلية للسيارات) كربيد السيليكون بشكل أسرع وأكثر مرونة لإدارة إمداد موردي الويفر المتعددين في السوق.