mạch tích hợp

1. Chi phí cao và năng suất thấp
Công suất chất nền giới hạn nguồn cung thị trường

    Trước khi sản xuất chip cacbua silic, có hai bước đầu tiên: sản xuất chất nền và sản xuất tấm wafer epitaxy, là những thành phần quan trọng của thiết bị cacbua silic.Từ góc độ cấu trúc chi phí sản xuất của các thiết bị silicon carbide, chi phí cơ chất là lớn nhất, chiếm 47%;Thứ hai là chi phí gia hạn chiếm 23%.
Chất nền là dạng phôi của một tấm wafer silicon carbide.Nó tạo ra nguyên liệu bột cacbua silic bằng cách trộn bột silic có độ tinh khiết cao và bột cacbon, sau đó trải qua phương pháp tăng trưởng tinh thể trong các trường hợp cụ thể để tạo ra các thỏi cacbua silic hình trụ.Sau khi xử lý, cắt và thu được tấm wafer cacbua silic có độ dày không quá 1mm, tấm wafer được mài, đánh bóng và làm sạch để cuối cùng thu được chất nền silicon carbide.
Trong quá trình sản xuất chất nền silicon carbide, có những yêu cầu cực kỳ cao đối với độ tinh khiết của nguyên liệu thô, kiểm soát môi trường đối với sự phát triển của tinh thể và quá trình xử lý sau này.Do đó, việc sản xuất chất nền silicon carbide có các vấn đề như tốc độ tăng trưởng chậm, yêu cầu cao về hình dạng tinh thể và độ mài mòn cắt cao.Điều này trực tiếp dẫn đến vấn đề năng suất thấp và năng suất thấp của chất nền.
Chất lượng của chất nền ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của quá trình tạo ra tấm wafer epiticular tiếp theo và sau đó ảnh hưởng đến hiệu suất của các thiết bị cacbua silic thành phẩm.Do đó, ngành công nghiệp nói chung tin rằng toàn bộ ngành công nghiệp cacbua silic vẫn sẽ được thúc đẩy bởi năng lực sản xuất vật liệu nền trong vài năm tới.
Theo dự đoán của Wolfspeed, quy mô thị trường vật liệu SiC vào năm 2022 sẽ là 700 triệu USD và quy mô thị trường thiết bị sẽ là 4,3 tỷ USD.Vào năm 2026, thị trường vật liệu SiC sẽ đạt 1,7 tỷ đô la Mỹ và thị trường thiết bị sẽ đạt 8,9 tỷ đô la Mỹ.Từ năm 2022 đến năm 2026, tốc độ tăng trưởng tổng hợp hàng năm của quy mô thị trường vật liệu là 24,84%, vượt tốc độ tăng trưởng tổng hợp hàng năm của quy mô thị trường thiết bị.
Từ góc độ thị phần chất nền silicon carbide toàn cầu, Wolfspeed, Roma và II-VI chiếm 80%, điều đó có nghĩa là tốc độ mở rộng của ba công ty này sẽ hạn chế nguồn cung chất nền.
Mặt khác, ba doanh nghiệp này đang tăng dần tỷ trọng nguyên vật liệu của mình.Ví dụ: tỷ lệ vật liệu của Wolfspeed sẽ tăng từ 40% vào năm 2021 lên 56% vào năm 2024, tiếp tục nén công suất có thể chảy ra thị trường.Trong những năm tới, sẽ có áp lực lớn hơn đối với năng lực sản xuất chất nền toàn cầu.
Như chúng ta có thể thấy, Mercedes Benz, Land Rover, Lucid Motors, General Motors, Volkswagen và những hãng khác đều đã chọn hợp tác với Wolfspeed, điều này cho thấy ngành công nghiệp cacbua silic không chỉ ở đầu cuối của thiết bị mà còn ngay cả các nhà cung cấp hoặc nhà cung cấp hệ thống hạ nguồn. các công ty phương tiện đã đặt chỗ công suất cho phía cung cấp thượng nguồn.
Gong Xi chỉ ra rằng hiện tại, năng suất và chất lượng của chất nền đều không đạt yêu cầu đối với cả doanh nghiệp đứng đầu và doanh nghiệp ở giữa.Điều này sẽ dẫn đến chất nền không đáp ứng yêu cầu MOSFET ảnh hưởng đến thị trường diode Schottky (SBD).Nếu năng suất và chất lượng của phần chất nền này có thể được cải thiện, nó có thể giúp giảm bớt những hạn chế về năng lực sản xuất MOSFET, điều này phụ thuộc vào mức độ cải thiện năng suất và chất lượng của các doanh nghiệp chất nền trong nước theo thời gian.

2. Lặp lại quy trình cơ chất và thiết bị
Thị trường cacbua silic còn lâu mới trưởng thành

Giống như MOSFET, IGBT dựa trên silicon cũng được sử dụng trong các hệ thống truyền động chính của ô tô.Là một thiết bị điện rất trưởng thành, quy trình lặp lại của nó được cải thiện xung quanh cấu trúc.Gong Xi tin rằng tại thời điểm này, sự phát triển của các thiết bị silicon carbide cũng sẽ như vậy.Nghĩa là, sự phát triển từ kiến ​​trúc phẳng sang kiến ​​trúc rãnh sẽ mang lại không gian tăng trưởng về hiệu suất và chi phí.
Ngoài ra, việc chuyển từ đế 6 inch sang đế 8 inch cũng sẽ mang lại những thay đổi đáng kể và trở thành một bước ngoặt.Wolfspeed ước tính rằng chi phí của một chip trần 8 inch duy nhất sẽ bằng 37% so với 6 inch hiện tại vào năm 2024, nghĩa là chi phí sẽ giảm 63%.Việc giảm chi phí này bao gồm tăng năng suất và tăng số lượng phim trần.
Yole đã chỉ ra trong báo cáo rằng tấm wafer silicon carbide 8 inch được coi là một bước quan trọng trong việc mở rộng sản xuất.Mục tiêu rõ ràng là tăng sản lượng và giành lợi thế trong vòng cạnh tranh tiếp theo.Các IDM lớn đang phát triển khả năng sản xuất tấm wafer silicon carbide 8 inch của riêng họ;Kể từ năm 2022, một số nhà cung cấp tấm wafer đã bắt đầu gửi hàng mẫu.Trong dự báo silicon carbide sức mạnh của Yole, 6 inch sẽ vẫn là nền tảng hàng đầu trong 5 năm tới.Tuy nhiên, bắt đầu từ năm 2022, 8 inch đầu tiên sẽ được những người tham gia thị trường coi là tài nguyên chiến lược.
"Tác động chồng chéo của cấu hình thiết bị, Wolfspeed dự đoán rằng nếu phương pháp tiếp cận loại rãnh + đế 8 inch được áp dụng, chi phí của thiết bị silicon carbide sẽ giảm xuống 28% so với cấu trúc phẳng 6 inch + hiện tại trong vài năm tới. “.
Với những thay đổi trong quy trình và kích thước chất nền, tác động đến chi phí thiết bị là rất lớn.Cho dù về mặt cấu hình hay sản xuất tấm nền 8 inch, nó sẽ có tác động đến mô hình thị trường hiện có trong tương lai.Quá trình lặp đi lặp lại này là cơ hội cho các doanh nghiệp trong nước.

3. Làm chủ đầu nguồn nguyên liệu
Các điểm chính để thay thế trong nước

Nền tảng điện áp ô tô đang phát triển từ 400V-600V-800V, nhưng trên thực tế, tốc độ phát triển nhanh hơn so với đầu cuối của vật liệu cacbua silic thượng nguồn, điều đó có nghĩa là các khoảng thời gian cửa sổ của thượng nguồn và hạ lưu không khớp nhau, đặc biệt là đối với cacbua silic trong nước ngành công nghiệp.
Điều này sẽ dẫn đến khoảng cách lớn hơn giữa cung và cầu.Ai có thể điền vào nó và làm thế nào?Đây là một câu hỏi mà chúng ta cần suy nghĩ.
Gong Xi nói rằng nhiều tổ chức đầu tư chỉ đơn giản sử dụng khối lượng vận chuyển thiết bị cacbua silic hoặc đầu tư nghiên cứu và phát triển trong vài năm tới như một quan sát tĩnh để đánh giá ngành, nhưng ngành công nghiệp cacbua silic vẫn cần có một quan điểm động để xem quy mô của thị trường thiết bị silicon carbide trong vài năm tới.
Toàn bộ chuỗi ngành công nghiệp cacbua silic được chia thành các phân khúc khác nhau.Chuỗi công nghiệp thượng nguồn bao gồm nguyên liệu thô, vật liệu nền và vật liệu epitaxy.Ngành trung lưu bao gồm thiết kế cấu trúc chip, sản xuất chip, thiết bị và mô-đun.Các lĩnh vực ứng dụng hạ nguồn bao gồm quang điện mặt trời, chất bán dẫn, ô tô, vận tải đường sắt, trạm gốc 5G, vật liệu xây dựng và công nghiệp thép.
Bố cục của mỗi doanh nghiệp trong mỗi liên kết khác nhau, từ IDM đến chất nền hoặc vật liệu epiticular, đến các thiết bị và tấm wafer epitaxy.Các chuyên gia cốt lõi của think tank ước tính rằng nếu sử dụng phương pháp epitaxy + thiết bị, lợi nhuận gộp sẽ vào khoảng 60% và nếu loại bỏ mảng kinh doanh chip epitaxy, lợi nhuận gộp sẽ vào khoảng 37%.Lợi nhuận gộp của công ty thứ hai về cơ bản giống như lợi nhuận gộp của các nhà sản xuất thiết bị dựa trên silicon.
Điều này cho thấy rằng nếu bạn không nắm vững phần cuối của vật liệu thượng nguồn và chỉ sản xuất các thiết bị silicon carbide, thì từ góc độ lợi nhuận gộp, sẽ không có lợi nhuận so với các thiết bị dựa trên silicon.
Thêm vào những thay đổi về kích thước chất nền và cấu hình thiết bị đã thảo luận ở trên, thị trường trong nước sẽ phải đối mặt với áp lực chi phí đáng kể trong những năm tới.Do đó, chìa khóa để nắm bắt các cơ hội của ngành công nghiệp tương lai là phát triển ngành công nghiệp vật liệu thượng nguồn.
Sẽ mất 2-3 năm để chuyển đổi kích thước của chất nền silicon carbide thành 8 inch.Trong ngắn hạn, hiệu suất chi phí của các thiết bị cacbua silic dựa trên chất nền 6 inch vẫn còn cao.Tuy nhiên, trong trung và dài hạn, các nhà sản xuất MOSFET silic cacbua quy mô lớn hiện tại sẽ phải đối mặt với những thách thức và áp lực trong tương lai.
Yole nói rằng hai xu hướng chính đang ảnh hưởng đến chuỗi cung ứng cacbua silic: tích hợp theo chiều dọc của sản xuất tấm wafer và đóng gói mô-đun để tạo thêm doanh thu trong những năm tới.Trong bối cảnh này, các công ty hệ thống đầu cuối (chẳng hạn như OEM ô tô) đang áp dụng silicon carbide nhanh hơn và linh hoạt hơn để quản lý nguồn cung của nhiều nhà cung cấp wafer trên thị trường.