مدار مجتمع

1.هزینه بالا و بازده کم
ظرفیت بستر عرضه بازار را محدود می کند

    قبل از ساخت تراشه های کاربید سیلیکون، دو مرحله اول وجود دارد: ساخت بستر و تولید ویفر اپیتاکسیال، که اجزای مهم دستگاه های کاربید سیلیکون هستند.از دیدگاه ساختار هزینه ساخت دستگاه های کاربید سیلیکون، هزینه بستر بزرگترین است و 47٪ را شامل می شود.دومی هزینه تمدید است که 23 درصد را شامل می شود.
بستر شکل جنینی یک ویفر کاربید سیلیکون است.این مواد خام پودر کاربید سیلیکون را با مخلوط کردن پودر سیلیکون با خلوص بالا و پودر کربن تولید می کند و سپس تحت یک روش رشد کریستالی تحت شرایط خاص برای تولید شمش های کاربید سیلیکون استوانه ای قرار می گیرد.پس از پردازش، برش و به دست آوردن ویفر کاربید سیلیکون با ضخامت نه بیشتر از 1 میلی متر، ویفر تحت آسیاب، پرداخت و تمیز کردن قرار می گیرد تا در نهایت یک بستر کاربید سیلیکون به دست آید.
در فرآیند تولید بسترهای کاربید سیلیکون، نیازهای بسیار بالایی برای خلوص مواد خام، کنترل محیطی رشد کریستال و فرآوری بعدی وجود دارد.بنابراین، ساخت بسترهای کاربید سیلیکون دارای مشکلاتی مانند سرعت رشد آهسته، نیازهای بالا به شکل کریستالی و سایش بالا برش است.این به طور مستقیم به مشکل عملکرد کم و بهره وری پایین از بستر منجر می شود.
کیفیت زیرلایه مستقیماً بر کیفیت تولید ویفر اپیتاکسیال بعدی تأثیر می گذارد و متعاقباً بر عملکرد دستگاه های کاربید سیلیکون نهایی تأثیر می گذارد.بنابراین، صنعت به طور کلی بر این باور است که کل صنعت کاربید سیلیکون در چند سال آینده همچنان توسط ظرفیت تولید مواد بستر هدایت خواهد شد.
بر اساس پیش بینی Wolfspeed، اندازه بازار مواد SiC در سال 2022 700 میلیون دلار و اندازه بازار دستگاه 4.3 میلیارد دلار خواهد بود.در سال 2026، بازار مواد SiC به 1.7 میلیارد دلار آمریکا و بازار دستگاه ها به 8.9 میلیارد دلار خواهد رسید.از سال 2022 تا 2026، نرخ رشد سالانه مرکب اندازه بازار مواد 24.84٪ بود، بیش از نرخ رشد سالانه مرکب اندازه بازار دستگاه.
از منظر سهم بازار جهانی بستر کاربید سیلیکون، Wolfspeed، Roma، و II-VI مجموعاً 80 درصد را به خود اختصاص می دهند که به این معنی است که سرعت گسترش این سه شرکت، عرضه بستر را محدود می کند.
از سوی دیگر، این سه شرکت به تدریج در حال افزایش نسبت مواد خود هستند.به عنوان مثال، نسبت Wolfspeed از مواد خود از 40٪ در سال 2021 به 56٪ در سال 2024 افزایش می یابد و ظرفیتی را که می تواند به بازار سرازیر شود، فشرده تر می کند.در سال های آینده، فشار بیشتری بر ظرفیت تولید بستر جهانی وارد خواهد شد.
همانطور که می بینیم، مرسدس بنز، لندرور، لوسید موتورز، جنرال موتورز، فولکس واگن و دیگران همگی همکاری با Wolfspeed را انتخاب کرده اند، که نشان می دهد صنعت کاربید سیلیکون نه تنها در انتهای دستگاه است، بلکه حتی تامین کنندگان سیستم های پایین دستی یا شرکت‌های خودروسازی ظرفیت خود را در قسمت عرضه بالادست رزرو کرده‌اند.
گونگ شی خاطرنشان کرد که در حال حاضر، عملکرد و کیفیت بستر هم برای شرکت های اصلی و هم برای شرکت های واقع در وسط رضایت بخش نیست.این منجر به بسترهایی می شود که الزامات MOSFET را برآورده نمی کنند و بر بازار دیود شاتکی (SBD) تأثیر می گذارند.اگر بتوان عملکرد و کیفیت این بخش از بستر را بهبود بخشید، می‌تواند به کاهش محدودیت‌های ظرفیت تولید ماسفت کمک کند، که بستگی به میزان بهبود عملکرد و کیفیت شرکت‌های زیرلایه داخلی در طول زمان دارد.

2. زیرلایه و تکرار فرآیند دستگاه
بازار کاربید سیلیکون هنوز به بلوغ رسیده است

مانند ماسفت ها، IGBT های مبتنی بر سیلیکون نیز در سیستم های محرک اصلی خودرو استفاده می شوند.به عنوان یک دستگاه قدرت بسیار بالغ، تکرار فرآیند آن در اطراف ساختار بهبود یافته است.گونگ شی معتقد است که در این مرحله، توسعه دستگاه های کاربید سیلیکون نیز یکسان خواهد بود.یعنی تکامل از معماری مسطح به ترانشه فضای رشد را در عملکرد و هزینه به همراه خواهد داشت.
علاوه بر این، جابجایی از بستر 6 اینچی به زیرلایه 8 اینچی نیز تغییرات قابل توجهی را به همراه خواهد داشت و تبدیل به یک آبخیز می شود.Wolfspeed تخمین می زند که هزینه یک تراشه بدون 8 اینچ تا سال 2024 37 درصد از 6 اینچ فعلی خواهد بود که به معنای کاهش 63 درصدی هزینه است.این کاهش هزینه شامل افزایش بازده و افزایش تعداد فیلم های خالی است.
یول در این گزارش خاطرنشان کرد که ویفر 8 اینچی کاربید سیلیکون گامی کلیدی در توسعه تولید محسوب می شود.بدیهی است که هدف افزایش تولید و کسب مزیت در دور بعدی رقابت است.IDM های بزرگ در حال توسعه قابلیت های تولید ویفر کاربید سیلیکون 8 اینچی خود هستند.از سال 2022، برخی از تامین کنندگان ویفر ارسال نمونه را آغاز کرده اند.در پیش بینی کاربید سیلیکون قدرت Yole، 6 اینچ پلتفرم پیشرو برای پنج سال آینده باقی خواهد ماند.با این حال، از سال 2022، 8 اینچ اول یک منبع استراتژیک توسط فعالان بازار در نظر گرفته می شود.
Wolfspeed با همپوشانی تأثیر پیکربندی دستگاه، پیش‌بینی می‌کند که در صورت اتخاذ رویکرد نوع بستر 8 اینچی + ترانشه، هزینه دستگاه‌های کاربید سیلیکون در چند سال آینده به 28 درصد از ساختار 6 اینچی + مسطح فعلی کاهش می‌یابد. ".
با تغییر در اندازه فرآیند و بستر، تأثیر آن بر هزینه های دستگاه بسیار زیاد است.چه از نظر پیکربندی و چه از نظر تولید بسترهای 8 اینچی، بر الگوی بازار موجود در آینده تأثیر خواهد داشت.این فرآیند تکراری فرصتی برای شرکت های داخلی است.

3. بر انتهای مواد بالادست مسلط شوید
نکات کلیدی برای تعویض داخلی

پلت فرم ولتاژ خودرو از 400V-600V-800V در حال تکامل است، اما در واقع، سرعت تکامل سریعتر از انتهای مواد کاربید سیلیکون بالادست است، به این معنی که دوره های پنجره بالادست و پایین دست، به ویژه برای کاربید سیلیکون خانگی، مطابقت ندارند. صنعت.
این امر منجر به شکاف بیشتر بین عرضه و تقاضا خواهد شد.چه کسی و چگونه می تواند آن را پر کند؟این سوالی است که باید به آن فکر کنیم.
گونگ شی گفت که بسیاری از موسسات سرمایه گذاری صرفاً از حجم محموله دستگاه های کاربید سیلیکون یا سرمایه گذاری تحقیق و توسعه در چند سال آینده به عنوان یک دیدگاه مشاهده ایستا برای قضاوت در مورد صنعت استفاده می کنند، اما صنعت کاربید سیلیکون هنوز باید دیدگاهی پویا داشته باشد تا ببیند. اندازه بازار دستگاه کاربید سیلیکون در چند سال آینده.
کل زنجیره صنعت کاربید سیلیکون به بخش های مختلف تقسیم می شود.زنجیره صنعت بالادستی شامل مواد خام، مواد بستر و مواد همپایه است.صنعت میانی شامل طراحی ساختاری تراشه، ساخت تراشه، دستگاه‌ها و ماژول‌ها است.زمینه های کاربردی پایین دستی شامل فتوولتائیک خورشیدی، نیمه هادی، خودرو، حمل و نقل ریلی، ایستگاه های پایه 5G، مصالح ساختمانی و صنایع فولاد است.
چیدمان هر شرکت در هر پیوند متفاوت است، از IDM گرفته تا مواد زیرلایه یا اپیتاکسیال، تا ویفرها و دستگاه های اپیتاکسیال.کارشناسان اندیشکده مرکزی تخمین می زنند که اگر از رویکرد همپایی + دستگاه استفاده شود، سود ناخالص حدود 60 درصد خواهد بود و اگر تجارت تراشه همپایی حذف شود، سود ناخالص حدود 37 درصد خواهد بود.سود ناخالص دومی اساساً با تولید کنندگان دستگاه های مبتنی بر سیلیکون برابر است.
این نشان می‌دهد که اگر به انتهای مواد بالادست تسلط نداشته باشید و فقط دستگاه‌های کاربید سیلیکون بسازید، از منظر سود ناخالص، هیچ سودی در مقایسه با دستگاه‌های مبتنی بر سیلیکون وجود ندارد.
با اضافه کردن تغییرات در اندازه بستر و پیکربندی دستگاه که در بالا مورد بحث قرار گرفت، بازار داخلی در سال های آینده با فشار هزینه قابل توجهی مواجه خواهد شد.بنابراین، کلید درک فرصت های صنعت آینده، توسعه صنعت مواد بالادستی است.
تبدیل سایز بسترهای کاربید سیلیکون به 8 اینچ 2 تا 3 سال طول می کشد.در کوتاه مدت، عملکرد هزینه دستگاه های کاربید سیلیکون مبتنی بر بسترهای 6 اینچی همچنان بالا است.با این حال، در میان مدت و دراز مدت، تولید کنندگان کاربید سیلیکون در مقیاس بزرگ فعلی ماسفت با چالش ها و فشارهایی در آینده مواجه خواهند شد.
یول گفت که دو روند اصلی بر زنجیره تامین کاربید سیلیکون تأثیر می‌گذارد: ادغام عمودی تولید ویفر و بسته‌بندی ماژول برای ایجاد درآمد بیشتر در سال‌های آینده.در این زمینه، شرکت های سیستم های ترمینال (مانند OEM های خودرو) کاربید سیلیکون را سریعتر و انعطاف پذیرتر برای مدیریت عرضه چندین تامین کننده ویفر در بازار به کار می گیرند.