บทนำเกี่ยวกับซิลิกอนคาร์ไบด์
ซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC) เป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์แบบผสมที่ประกอบด้วยคาร์บอนและซิลิกอน ซึ่งเป็นหนึ่งในวัสดุที่เหมาะสำหรับการผลิตอุปกรณ์ที่มีอุณหภูมิสูง ความถี่สูง กำลังไฟฟ้าสูง และแรงดันไฟฟ้าสูง เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุซิลิกอนแบบดั้งเดิม (Si) แบนด์แก๊ปของซิลิกอนคาร์ไบด์จะมากกว่าซิลิกอน 3 เท่า การนำความร้อนสูงกว่าซิลิกอน 4-5 เท่า แรงดันไฟฟ้าพังทลายสูงกว่าซิลิกอน 8-10 เท่า อัตราการดริฟท์ความอิ่มตัวของอิเล็กทรอนิกส์สูงกว่าซิลิกอน 2-3 เท่า ซึ่งตอบสนองความต้องการของอุตสาหกรรมสมัยใหม่สำหรับกำลังไฟฟ้าสูง แรงดันไฟฟ้าสูง และความถี่สูง ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ความเร็วสูง ความถี่สูง กำลังไฟฟ้าสูง และเปล่งแสง สาขาการใช้งานปลายน้ำ ได้แก่ กริดอัจฉริยะ ยานยนต์พลังงานใหม่ พลังงานลมโซลาร์เซลล์ การสื่อสาร 5G เป็นต้น ไดโอดซิลิกอนคาร์ไบด์และ MOSFET ได้รับการนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์
ทนต่ออุณหภูมิสูง ความกว้างของช่องว่างของซิลิกอนคาร์ไบด์นั้นมากกว่าซิลิกอน 2-3 เท่า อิเล็กตรอนไม่เปลี่ยนผ่านได้ง่ายที่อุณหภูมิสูง และสามารถทนต่ออุณหภูมิการทำงานที่สูงขึ้นได้ และการนำความร้อนของซิลิกอนคาร์ไบด์นั้นสูงกว่าซิลิกอน 4-5 เท่า ทำให้การระบายความร้อนของอุปกรณ์ง่ายขึ้น และอุณหภูมิการทำงานสูงสุดนั้นสูงขึ้น ความต้านทานต่ออุณหภูมิสูงสามารถเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานได้อย่างมากในขณะที่ลดข้อกำหนดในระบบระบายความร้อน ทำให้ขั้วต่อมีน้ำหนักเบาและเล็กลง
ทนต่อแรงดันสูง ความเข้มของสนามไฟฟ้าสลายตัวของซิลิกอนคาร์ไบด์สูงกว่าซิลิกอน 10 เท่า ซึ่งสามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นได้ และเหมาะสำหรับอุปกรณ์แรงดันไฟฟ้าสูง
ความต้านทานความถี่สูง ซิลิกอนคาร์ไบด์มีอัตราการดริฟท์อิเล็กตรอนอิ่มตัวสองเท่าของซิลิกอน ส่งผลให้ไม่มีกระแสตกค้างระหว่างกระบวนการปิดเครื่อง ซึ่งสามารถปรับปรุงความถี่การสลับของอุปกรณ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพและทำให้อุปกรณ์มีขนาดเล็กลง
การสูญเสียพลังงานต่ำ เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุซิลิกอน ซิลิกอนคาร์ไบด์มีค่าความต้านทานการเปิดต่ำมากและการสูญเสียการเปิดต่ำ ในเวลาเดียวกัน ความกว้างของแบนด์แก๊ปสูงของซิลิกอนคาร์ไบด์ช่วยลดกระแสไฟรั่วและการสูญเสียพลังงานได้อย่างมาก นอกจากนี้ อุปกรณ์ซิลิกอนคาร์ไบด์ไม่มีปรากฏการณ์กระแสไฟลากระหว่างกระบวนการปิดเครื่อง และการสูญเสียการสลับก็ต่ำ
ห่วงโซ่อุตสาหกรรมซิลิกอนคาร์ไบด์
ส่วนใหญ่ประกอบด้วยพื้นผิว, เอพิแทกซี, การออกแบบอุปกรณ์, การผลิต, การปิดผนึกและอื่น ๆ ซิลิกอนคาร์ไบด์จากวัสดุไปยังอุปกรณ์พลังงานเซมิคอนดักเตอร์จะประสบกับการเจริญเติบโตของผลึกเดี่ยว, การตัดแท่ง, การเจริญเติบโตของเอพิแทกเซียล, การออกแบบเวเฟอร์, การผลิต, การบรรจุและกระบวนการอื่น ๆ หลังจากการสังเคราะห์ผงซิลิกอนคาร์ไบด์, แท่งซิลิกอนคาร์ไบด์จะถูกสร้างขึ้นก่อนจากนั้นจึงได้รับพื้นผิวซิลิกอนคาร์ไบด์โดยการหั่น, บดและขัดและแผ่นเอพิแทกเซียลจะได้รับโดยการเจริญเติบโตของเอพิแทกเซียล เวเฟอร์เอพิแทกเซียลทำจากซิลิกอนคาร์ไบด์ผ่านการพิมพ์หิน, การแกะสลัก, การฝังไอออน, การทำให้โลหะเฉื่อยและกระบวนการอื่น ๆ เวเฟอร์ถูกตัดเป็นแม่พิมพ์, อุปกรณ์จะถูกบรรจุหีบห่อและอุปกรณ์จะรวมกันเป็นเปลือกพิเศษและประกอบเป็นโมดูล
ต้นน้ำของห่วงโซ่อุตสาหกรรม 1: การเติบโตของสารตั้งต้น - ผลึกเป็นกระบวนการเชื่อมโยงหลัก
พื้นผิวซิลิกอนคาร์ไบด์คิดเป็นประมาณ 47% ของต้นทุนอุปกรณ์ซิลิกอนคาร์ไบด์ ซึ่งเป็นอุปสรรคทางเทคนิคการผลิตที่สูงที่สุด มีมูลค่ามากที่สุด ถือเป็นแกนหลักของการผลิตอุตสาหกรรม SiC ขนาดใหญ่ในอนาคต
จากมุมมองของความแตกต่างด้านคุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้า วัสดุพื้นผิวซิลิกอนคาร์ไบด์สามารถแบ่งได้เป็นพื้นผิวตัวนำ (บริเวณความต้านทาน 15~30mΩ·cm) และพื้นผิวกึ่งฉนวน (ความต้านทานสูงกว่า 105Ω·cm) พื้นผิวทั้งสองประเภทนี้ใช้ในการผลิตอุปกรณ์แยกส่วน เช่น อุปกรณ์กำลังและอุปกรณ์ความถี่วิทยุตามลำดับ หลังจากการเจริญเติบโตของเอพิแทกเซียล ในจำนวนนี้ พื้นผิวซิลิกอนคาร์ไบด์กึ่งฉนวนส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตอุปกรณ์ RF แกเลียมไนไตรด์ อุปกรณ์โฟโตอิเล็กทริก และอื่นๆ ด้วยการเจริญเติบโตของชั้นเอพิแทกเซียลของแกนบนพื้นผิวซิลิกอนคาร์ไบด์กึ่งฉนวน แผ่นเอพิแทกเซียลของแกนจะถูกเตรียมขึ้น ซึ่งสามารถเตรียมเพิ่มเติมเป็นอุปกรณ์ RF ของแกนไอโซไนไตรด์ของ HEMT พื้นผิวซิลิกอนคาร์ไบด์ตัวนำส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตอุปกรณ์กำลัง แตกต่างจากกระบวนการผลิตอุปกรณ์พลังงานซิลิกอนแบบดั้งเดิม อุปกรณ์พลังงานซิลิกอนคาร์ไบด์ไม่สามารถผลิตได้โดยตรงบนพื้นผิวซิลิกอนคาร์ไบด์ จำเป็นต้องปลูกชั้นอิพิแทกเซียลของซิลิกอนคาร์ไบด์บนพื้นผิวสื่อกระแสไฟฟ้าเพื่อให้ได้แผ่นอิพิแทกเซียลของซิลิกอนคาร์ไบด์ และชั้นอิพิแทกเซียลจะผลิตขึ้นบนไดโอด Schottky, MOSFET, IGBT และอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ
ผงซิลิกอนคาร์ไบด์สังเคราะห์จากผงคาร์บอนที่มีความบริสุทธิ์สูงและผงซิลิกอนที่มีความบริสุทธิ์สูง และแท่งซิลิกอนคาร์ไบด์ที่มีขนาดต่างกันถูกปลูกภายใต้อุณหภูมิพิเศษ จากนั้นจึงผลิตพื้นผิวซิลิกอนคาร์ไบด์ผ่านกระบวนการแปรรูปหลายขั้นตอน กระบวนการหลักประกอบด้วย:
การสังเคราะห์วัตถุดิบ: ผงซิลิกอนที่มีความบริสุทธิ์สูง + โทนเนอร์จะถูกผสมตามสูตร และปฏิกิริยาจะดำเนินการในห้องปฏิกิริยาภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูงกว่า 2,000°C เพื่อสังเคราะห์อนุภาคซิลิกอนคาร์ไบด์ที่มีประเภทผลึกและขนาดอนุภาคเฉพาะ จากนั้นผ่านกระบวนการบด การคัดกรอง การทำความสะอาด และกระบวนการอื่นๆ เพื่อตอบสนองความต้องการของวัตถุดิบผงซิลิกอนคาร์ไบด์ที่มีความบริสุทธิ์สูง
การเจริญเติบโตของผลึกเป็นกระบวนการหลักของการผลิตพื้นผิวซิลิกอนคาร์ไบด์ ซึ่งกำหนดคุณสมบัติทางไฟฟ้าของพื้นผิวซิลิกอนคาร์ไบด์ ปัจจุบัน วิธีหลักสำหรับการเจริญเติบโตของผลึก ได้แก่ การถ่ายเทไอทางกายภาพ (PVT) การสะสมไอทางเคมีที่อุณหภูมิสูง (HT-CVD) และอิพิแทกซีในเฟสของเหลว (LPE) โดยวิธี PVT ถือเป็นวิธีหลักสำหรับการเจริญเติบโตเชิงพาณิชย์ของพื้นผิวซิลิกอนคาร์ไบด์ในปัจจุบัน โดยมีความสมบูรณ์ทางเทคนิคสูงสุดและใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในด้านวิศวกรรม
การเตรียมพื้นผิว SiC เป็นเรื่องยาก ส่งผลให้มีราคาสูง
การควบคุมสนามอุณหภูมิเป็นเรื่องยาก: การเติบโตของแท่งคริสตัล SiC ต้องการเพียง 1,500℃ ในขณะที่แท่งคริสตัล SiC ต้องเติบโตที่อุณหภูมิสูงเกิน 2,000℃ และมีไอโซเมอร์ SiC มากกว่า 250 ตัว แต่โครงสร้างผลึกเดี่ยว 4H-SiC หลักสำหรับการผลิตอุปกรณ์กำลัง หากไม่สามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำ จะได้รับโครงสร้างผลึกอื่นๆ นอกจากนี้ การไล่ระดับอุณหภูมิในเบ้าหลอมจะกำหนดอัตราการถ่ายโอนการระเหิดของ SiC และการจัดเรียงและโหมดการเติบโตของอะตอมก๊าซบนอินเทอร์เฟซผลึก ซึ่งส่งผลต่ออัตราการเติบโตของผลึกและคุณภาพของผลึก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องสร้างเทคโนโลยีการควบคุมสนามอุณหภูมิแบบเป็นระบบ เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุ SiC ความแตกต่างในการผลิต SiC ยังอยู่ในขั้นตอนการทำอุณหภูมิสูง เช่น การฝังไอออนอุณหภูมิสูง การออกซิเดชันอุณหภูมิสูง การกระตุ้นอุณหภูมิสูง และกระบวนการมาส์กแข็งที่จำเป็นสำหรับขั้นตอนการทำอุณหภูมิสูงเหล่านี้
การเจริญเติบโตของผลึกช้า: อัตราการเจริญเติบโตของแท่งผลึก SiC สามารถไปถึง 30 ~ 150 มม. / ชม. และการผลิตแท่งผลึกซิลิกอนขนาด 1-3 ม. ใช้เวลาเพียงประมาณ 1 วัน; แท่งผลึก SiC ที่ใช้วิธี PVT เป็นตัวอย่าง อัตราการเจริญเติบโตอยู่ที่ประมาณ 0.2-0.4 มม. / ชม. 7 วันในการเติบโตน้อยกว่า 3-6 ซม. อัตราการเจริญเติบโตน้อยกว่า 1% ของวัสดุซิลิกอนกำลังการผลิตมีจำกัดอย่างมาก
พารามิเตอร์ผลิตภัณฑ์ที่สูงและผลผลิตต่ำ: พารามิเตอร์หลักของพื้นผิว SiC ได้แก่ ความหนาแน่นของไมโครทูบูล ความหนาแน่นของการเคลื่อนตัว ความต้านทาน การบิดเบี้ยว ความหยาบของพื้นผิว ฯลฯ เป็นระบบวิศวกรรมที่ซับซ้อนในการจัดเรียงอะตอมในห้องอุณหภูมิสูงแบบปิดและการเจริญเติบโตของผลึกอย่างสมบูรณ์ในขณะที่ควบคุมดัชนีพารามิเตอร์
วัสดุมีความแข็งสูง ความเปราะบางสูง เวลาตัดนาน และการสึกหรอสูง: ความแข็ง Mohs ของ SiC 9.25 อยู่ในอันดับสองรองจากเพชร ซึ่งทำให้การตัด การเจียร และการขัดเงายากขึ้นอย่างมาก และใช้เวลาประมาณ 120 ชั่วโมงในการตัดแท่งโลหะหนา 3 ซม. จำนวน 35-40 ชิ้น นอกจากนี้ เนื่องจาก SiC มีความเปราะบางสูง การสึกหรอของการประมวลผลเวเฟอร์จึงมากขึ้น และอัตราส่วนเอาต์พุตจะอยู่ที่ประมาณ 60% เท่านั้น
แนวโน้มการพัฒนา: เพิ่มขนาด + ลดราคา
สายการผลิต SiC ขนาด 6 นิ้วในตลาดโลกกำลังเติบโตเต็มที่ และบริษัทชั้นนำได้เข้าสู่ตลาดขนาด 8 นิ้ว โครงการพัฒนาในประเทศส่วนใหญ่อยู่ที่ 6 นิ้ว ในปัจจุบัน แม้ว่าบริษัทในประเทศส่วนใหญ่ยังคงใช้สายการผลิตขนาด 4 นิ้ว แต่ภาคอุตสาหกรรมกำลังขยายตัวเป็น 6 นิ้วอย่างค่อยเป็นค่อยไป ด้วยเทคโนโลยีอุปกรณ์รองรับขนาด 6 นิ้ว เทคโนโลยีพื้นผิว SiC ในประเทศก็ค่อยๆ ปรับปรุงการประหยัดต่อขนาดของสายการผลิตขนาดใหญ่เช่นกัน และช่องว่างเวลาการผลิตจำนวนมากขนาด 6 นิ้วในประเทศปัจจุบันก็แคบลงเหลือ 7 ปี ขนาดเวเฟอร์ที่ใหญ่ขึ้นสามารถนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของจำนวนชิปเดี่ยว ปรับปรุงอัตราผลตอบแทน และลดสัดส่วนของชิปขอบ และต้นทุนการวิจัยและพัฒนาและการสูญเสียผลผลิตจะคงอยู่ที่ประมาณ 7% ซึ่งทำให้การใช้เวเฟอร์ดีขึ้น
การออกแบบอุปกรณ์ยังคงมีความยากลำบากอยู่มาก
การนำไดโอด SiC ไปใช้ในเชิงพาณิชย์ได้รับการปรับปรุงดีขึ้นเรื่อยๆ ในปัจจุบันผู้ผลิตในประเทศหลายรายออกแบบผลิตภัณฑ์ SiC SBD ผลิตภัณฑ์ SiC SBD แรงดันไฟปานกลางและสูงมีเสถียรภาพที่ดี ใน OBC ของยานพาหนะ การใช้ SiC SBD+SI IGBT เพื่อให้ได้ความหนาแน่นของกระแสที่เสถียร ในปัจจุบันไม่มีอุปสรรคในการออกแบบสิทธิบัตรผลิตภัณฑ์ SiC SBD ในประเทศจีน และช่องว่างกับต่างประเทศก็มีขนาดเล็ก
SiC MOS ยังคงมีปัญหาหลายประการ ยังคงมีช่องว่างระหว่าง SiC MOS กับผู้ผลิตในต่างประเทศ และแพลตฟอร์มการผลิตที่เกี่ยวข้องยังอยู่ระหว่างการก่อสร้าง ปัจจุบัน ST, Infineon, Rohm และ SiC MOS 600-1700V อื่นๆ ได้ผลิตเป็นจำนวนมากและลงนามและจัดส่งให้กับอุตสาหกรรมการผลิตหลายแห่ง ในขณะที่การออกแบบ SiC MOS ในประเทศปัจจุบันนั้นเสร็จสมบูรณ์โดยพื้นฐานแล้ว ผู้ผลิตการออกแบบจำนวนหนึ่งกำลังทำงานร่วมกับโรงงานในขั้นตอนการไหลของเวเฟอร์ และการตรวจสอบลูกค้าในภายหลังยังคงต้องใช้เวลาอีกระยะหนึ่ง ดังนั้นจึงยังคงมีเวลาอีกนานก่อนที่จะนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ในขนาดใหญ่
ปัจจุบันโครงสร้างแบบระนาบเป็นตัวเลือกหลัก และแบบร่องจะใช้กันอย่างแพร่หลายในสนามแรงดันสูงในอนาคต ผู้ผลิต SiC MOS แบบโครงสร้างระนาบมีจำนวนมาก โครงสร้างระนาบไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะผลิตปัญหาการพังทลายในพื้นที่เมื่อเทียบกับร่อง ซึ่งส่งผลต่อเสถียรภาพของงาน ในตลาดที่ต่ำกว่า 1200V มีช่วงมูลค่าการใช้งานที่กว้าง และโครงสร้างระนาบค่อนข้างเรียบง่ายในการผลิต เพื่อตอบสนองความสามารถในการผลิตและการควบคุมต้นทุนสองด้าน อุปกรณ์ร่องมีข้อดีคือความเหนี่ยวนำปรสิตต่ำมาก ความเร็วในการสลับเร็ว การสูญเสียต่ำ และประสิทธิภาพที่ค่อนข้างสูง
2--ข่าวเวเฟอร์ SiC
การเติบโตของการผลิตและการขายตลาดซิลิกอนคาร์ไบด์ ให้ความสำคัญกับความไม่สมดุลของโครงสร้างระหว่างอุปทานและอุปสงค์
ด้วยการเติบโตอย่างรวดเร็วของความต้องการของตลาดสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังไฟฟ้าความถี่สูงและกำลังไฟฟ้าสูง คอขวดขีดจำกัดทางกายภาพของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ซิลิกอนจึงค่อยๆ โดดเด่นขึ้น และวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามที่แสดงโดยซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC) ค่อยๆ กลายเป็นอุตสาหกรรม จากมุมมองประสิทธิภาพของวัสดุ ซิลิกอนคาร์ไบด์มีความกว้างของแบนด์แก๊ปมากกว่าวัสดุซิลิกอน 3 เท่า ความเข้มของสนามไฟฟ้าวิกฤต 10 เท่า การนำความร้อน 3 เท่า ดังนั้นอุปกรณ์ไฟฟ้าซิลิกอนคาร์ไบด์จึงเหมาะสำหรับความถี่สูง แรงดันสูง อุณหภูมิสูง และการใช้งานอื่นๆ ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและความหนาแน่นของพลังงานของระบบอิเล็กทรอนิกส์กำลัง
ในปัจจุบันไดโอด SiC และ SiC MOSFET ค่อยๆ เคลื่อนตัวเข้าสู่ตลาดและมีผลิตภัณฑ์ที่โตเต็มวัยมากขึ้น โดยไดโอด SiC ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายแทนไดโอดซิลิกอนในบางสาขา เนื่องจากไม่มีข้อได้เปรียบของการชาร์จแบบกู้คืนย้อนกลับ นอกจากนี้ SiC MOSFET ยังค่อยๆ ใช้ในยานยนต์ การจัดเก็บพลังงาน กองชาร์จ โฟโตวอลตาอิก และสาขาอื่นๆ ในด้านการใช้งานยานยนต์ แนวโน้มของการสร้างโมดูลกำลังโดดเด่นมากขึ้นเรื่อยๆ ประสิทธิภาพที่เหนือกว่าของ SiC จำเป็นต้องพึ่งพากระบวนการบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงเพื่อให้บรรลุถึงเทคนิค ด้วยการปิดผนึกเปลือกที่ค่อนข้างโตเต็มที่เป็นกระแสหลัก อนาคตหรือการพัฒนาการปิดผนึกพลาสติก ลักษณะการพัฒนาที่กำหนดเองนั้นเหมาะสำหรับโมดูล SiC มากกว่า
ราคาซิลิกอนคาร์ไบด์ลดลงอย่างรวดเร็วหรือเกินกว่าที่จินตนาการได้
การใช้งานอุปกรณ์ซิลิกอนคาร์ไบด์ถูกจำกัดโดยต้นทุนที่สูงเป็นหลัก ราคาของ SiC MOSFET ในระดับเดียวกันนั้นสูงกว่า IGBT ที่ใช้ Si ถึง 4 เท่า เนื่องจากกระบวนการของซิลิกอนคาร์ไบด์มีความซับซ้อน ซึ่งการเติบโตของผลึกเดี่ยวและอิพิแทกเซียลไม่เพียงแต่จะรุนแรงต่อสิ่งแวดล้อมเท่านั้น แต่ยังมีอัตราการเติบโตที่ช้าอีกด้วย และการประมวลผลผลึกเดี่ยวลงในสารตั้งต้นจะต้องผ่านกระบวนการตัดและขัดเงา จากลักษณะของวัสดุและเทคโนโลยีการประมวลผลที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะ ผลผลิตของสารตั้งต้นในประเทศจึงน้อยกว่า 50% และปัจจัยต่างๆ นำไปสู่ราคาสารตั้งต้นและอิพิแทกเซียลที่สูง
อย่างไรก็ตาม องค์ประกอบของต้นทุนของอุปกรณ์ซิลิกอนคาร์ไบด์และอุปกรณ์ที่ใช้ซิลิกอนนั้นตรงกันข้ามกันโดยสิ้นเชิง ต้นทุนของซับสเตรตและเอพิแทกเซียลของช่องด้านหน้าคิดเป็น 47% และ 23% ของอุปกรณ์ทั้งหมดตามลำดับ รวมเป็นประมาณ 70% การออกแบบอุปกรณ์ การผลิต และการปิดผนึกของช่องด้านหลังคิดเป็นเพียง 30% ต้นทุนการผลิตของอุปกรณ์ที่ใช้ซิลิกอนส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ในการผลิตเวเฟอร์ของช่องด้านหลังประมาณ 50% และต้นทุนซับสเตรตคิดเป็นเพียง 7% ปรากฏการณ์ของมูลค่าห่วงโซ่อุตสาหกรรมซิลิกอนคาร์ไบด์ที่พลิกคว่ำหมายความว่าผู้ผลิตเอพิแทกเซียลของซับสเตรตต้นน้ำมีสิทธิ์ที่จะพูด ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการจัดวางโครงร่างขององค์กรในประเทศและต่างประเทศ
จากมุมมองไดนามิกของตลาด การลดต้นทุนของซิลิกอนคาร์ไบด์ นอกเหนือจากการปรับปรุงผลึกซิลิกอนคาร์ไบด์ยาวและกระบวนการหั่นแล้ว ยังเป็นการขยายขนาดเวเฟอร์ ซึ่งเป็นเส้นทางที่ครบถ้วนของการพัฒนาเซมิคอนดักเตอร์ในอดีต ข้อมูลของ Wolfspeed แสดงให้เห็นว่าการอัปเกรดพื้นผิวซิลิกอนคาร์ไบด์จาก 6 นิ้วเป็น 8 นิ้ว การผลิตชิปที่ผ่านการรับรองสามารถเพิ่มขึ้นได้ 80%-90% และช่วยปรับปรุงผลผลิต สามารถลดต้นทุนหน่วยรวมได้ 50%
ปี 2023 เป็นที่รู้จักในชื่อ "ปีแรกของ SiC ขนาด 8 นิ้ว" ในปีนี้ผู้ผลิตซิลิกอนคาร์ไบด์ในและต่างประเทศกำลังเร่งจัดทำโครงร่างของซิลิกอนคาร์ไบด์ขนาด 8 นิ้ว เช่น Wolfspeed ลงทุนอย่างบ้าคลั่งมูลค่า 14,550 ล้านเหรียญสหรัฐสำหรับการขยายการผลิตซิลิกอนคาร์ไบด์ ซึ่งส่วนสำคัญคือการก่อสร้างโรงงานผลิตพื้นผิว SiC ขนาด 8 นิ้ว เพื่อให้แน่ใจว่าจะมีการจัดหาโลหะเปล่า SiC ขนาด 200 มม. ในอนาคตให้กับบริษัทต่างๆ มากมาย นอกจากนี้ Tianyue Advanced และ Tianke Heda ในประเทศยังได้ลงนามในข้อตกลงระยะยาวกับ Infineon เพื่อจัดหาพื้นผิวซิลิกอนคาร์ไบด์ขนาด 8 นิ้วในอนาคตอีกด้วย
ตั้งแต่ปีนี้เป็นต้นไป ซิลิกอนคาร์ไบด์จะเร่งตัวจาก 6 นิ้วเป็น 8 นิ้ว Wolfspeed คาดว่าภายในปี 2024 ต้นทุนชิปต่อหน่วยของพื้นผิว 8 นิ้วเมื่อเทียบกับต้นทุนชิปต่อหน่วยของพื้นผิว 6 นิ้วในปี 2022 จะลดลงมากกว่า 60% และต้นทุนที่ลดลงจะเปิดตลาดการใช้งานเพิ่มเติม ข้อมูลการวิจัยของ Ji Bond Consulting ชี้ให้เห็น ส่วนแบ่งตลาดปัจจุบันของผลิตภัณฑ์ 8 นิ้วน้อยกว่า 2% และคาดว่าส่วนแบ่งตลาดจะเติบโตเป็นประมาณ 15% ภายในปี 2026
ในความเป็นจริง อัตราการลดลงในราคาของซับสเตรตซิลิกอนคาร์ไบด์อาจเกินจินตนาการของหลายๆ คน ในปัจจุบัน ราคาซับสเตรตขนาด 6 นิ้วที่เสนอขายในตลาดอยู่ที่ชิ้นละ 4,000-5,000 หยวน ซึ่งเมื่อเทียบกับช่วงต้นปีแล้ว ราคาตกลงมาก คาดว่าจะลดลงต่ำกว่า 4,000 หยวนในปีหน้า โดยที่น่าสังเกตก็คือ ผู้ผลิตบางรายได้ลดราคาขายลงมาเหลือเพียงเส้นต้นทุนด้านล่างนี้ เพื่อเข้าสู่ตลาดแรก จึงได้เปิดโมเดลสงครามราคา โดยมุ่งเน้นไปที่ซับสเตรตซิลิกอนคาร์ไบด์ซึ่งมีอุปทานเพียงพอในด้านแรงดันต่ำเป็นหลัก ผู้ผลิตในและต่างประเทศกำลังขยายกำลังการผลิตอย่างก้าวร้าว หรือปล่อยให้ซับสเตรตซิลิกอนคาร์ไบด์มีอุปทานล้นตลาดเร็วกว่าที่คิดไว้
เวลาโพสต์ : 19 ม.ค. 2567