एकीकृत परिपथ

1. उच्च लागत और कम उपज
सब्सट्रेट क्षमता बाजार की आपूर्ति को सीमित करती है

    सिलिकॉन कार्बाइड चिप्स के निर्माण से पहले, पहले दो चरण होते हैं: सब्सट्रेट निर्माण और एपिटैक्सियल वेफर उत्पादन, जो सिलिकॉन कार्बाइड उपकरणों के महत्वपूर्ण घटक हैं।सिलिकॉन कार्बाइड उपकरणों की निर्माण लागत संरचना के दृष्टिकोण से, सब्सट्रेट लागत सबसे बड़ी है, 47% के लिए लेखांकन;दूसरा विस्तार लागत है, जो 23% के लिए लेखांकन है।
सब्सट्रेट एक सिलिकॉन कार्बाइड वेफर का भ्रूण रूप है।यह उच्च शुद्धता वाले सिलिकॉन पाउडर और कार्बन पाउडर को मिलाकर सिलिकॉन कार्बाइड पाउडर कच्चे माल का उत्पादन करता है, और फिर बेलनाकार सिलिकॉन कार्बाइड सिल्लियां उत्पन्न करने के लिए विशिष्ट परिस्थितियों में एक क्रिस्टल विकास विधि से गुजरता है।1 मिमी से अधिक नहीं की मोटाई के साथ एक सिलिकॉन कार्बाइड वेफर को संसाधित करने, काटने और प्राप्त करने के बाद, वेफर अंत में एक सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट प्राप्त करने के लिए पीसने, चमकाने और सफाई से गुजरता है।
सिलिकॉन कार्बाइड सबस्ट्रेट्स के निर्माण की प्रक्रिया में, कच्चे माल की शुद्धता, क्रिस्टल विकास के पर्यावरण नियंत्रण और बाद में प्रसंस्करण के लिए अत्यधिक उच्च आवश्यकताएं हैं।इसलिए, सिलिकॉन कार्बाइड सबस्ट्रेट्स के निर्माण में धीमी विकास दर, क्रिस्टल आकार के लिए उच्च आवश्यकताओं और उच्च काटने वाले पहनने जैसी समस्याएं हैं।यह सीधे सब्सट्रेट की कम उपज और कम उत्पादकता की समस्या की ओर ले जाता है।
सब्सट्रेट की गुणवत्ता सीधे बाद के एपिटैक्सियल वेफर पीढ़ी की गुणवत्ता को प्रभावित करती है, और बाद में तैयार सिलिकॉन कार्बाइड उपकरणों के प्रदर्शन को प्रभावित करती है।इसलिए, उद्योग आमतौर पर मानता है कि पूरे सिलिकॉन कार्बाइड उद्योग अभी भी अगले कुछ वर्षों में सब्सट्रेट सामग्री की उत्पादन क्षमता से संचालित होगा।
वोल्फस्पीड की भविष्यवाणी के अनुसार, 2022 में सीआईसी सामग्री का बाजार आकार $700 मिलियन होगा, और डिवाइस बाजार का आकार $4.3 बिलियन होगा।2026 में, SiC सामग्री बाजार 1.7 बिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंच जाएगा, और डिवाइस बाजार 8.9 बिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंच जाएगा।2022 से 2026 तक, सामग्री बाजार के आकार की समग्र वार्षिक वृद्धि दर 24.84% थी, जो डिवाइस बाजार के आकार की समग्र वार्षिक वृद्धि दर से अधिक थी।
वैश्विक सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट बाजार हिस्सेदारी के दृष्टिकोण से, वोल्फस्पीड, रोमा और II-VI सामूहिक रूप से 80% खाते हैं, जिसका अर्थ है कि इन तीन कंपनियों के विस्तार की गति सबस्ट्रेट्स की आपूर्ति को सीमित कर देगी।
दूसरी ओर, ये तीनों उद्यम धीरे-धीरे अपनी सामग्री का अनुपात बढ़ा रहे हैं।उदाहरण के लिए, वोल्फस्पीड की अपनी सामग्रियों का अनुपात 2021 में 40% से बढ़कर 2024 में 56% हो जाएगा, जो उस क्षमता को और कम कर देगा जो बाजार में प्रवाहित हो सकती है।आने वाले वर्षों में वैश्विक सब्सट्रेट उत्पादन क्षमता पर अधिक दबाव होगा।
जैसा कि हम देख सकते हैं, मर्सिडीज बेंज, लैंड रोवर, ल्यूसिड मोटर्स, जनरल मोटर्स, वोक्सवैगन, और अन्य सभी ने वोल्फस्पीड के साथ सहयोग करने के लिए चुना है, जो इंगित करता है कि सिलिकॉन कार्बाइड उद्योग न केवल डिवाइस के अंत में है, बल्कि डाउनस्ट्रीम सिस्टम आपूर्तिकर्ता या वाहन कंपनियों ने अपस्ट्रीम आपूर्ति पक्ष के लिए क्षमता आरक्षण किया है।
गोंग शी ने बताया कि वर्तमान में, सब्सट्रेट की उपज और गुणवत्ता दोनों प्रमुख उद्यमों और मध्य में स्थित उद्यमों के लिए संतोषजनक नहीं है।इससे उन सबस्ट्रेट्स को बढ़ावा मिलेगा जो शोट्की डायोड (एसबीडी) बाजार को प्रभावित करने वाले एमओएसएफईटी आवश्यकताओं को पूरा नहीं करते हैं।यदि सब्सट्रेट के इस हिस्से की उपज और गुणवत्ता में सुधार किया जा सकता है, तो यह MOSFET उत्पादन क्षमता पर बाधाओं को कम करने में मदद कर सकता है, जो इस बात पर निर्भर करता है कि समय के साथ घरेलू सब्सट्रेट उद्यमों की उपज और गुणवत्ता में किस हद तक सुधार होगा।

2. सबस्ट्रेट और डिवाइस प्रोसेस इटरेशन
सिलिकॉन कार्बाइड बाजार परिपक्व से बहुत दूर है

MOSFETs की तरह, ऑटोमोटिव मेन ड्राइव सिस्टम में सिलिकॉन आधारित IGBT का भी उपयोग किया जाता है।एक बहुत ही परिपक्व बिजली उपकरण के रूप में, संरचना के चारों ओर इसकी प्रक्रिया पुनरावृत्ति में सुधार होता है।गोंग शी का मानना ​​है कि इस बिंदु पर, सिलिकॉन कार्बाइड उपकरणों का विकास भी समान होगा।यानी, प्लानर से ट्रेंच आर्किटेक्चर में विकास प्रदर्शन और लागत में वृद्धि की जगह लाएगा।
इसके अलावा, 6 इंच के सब्सट्रेट से 8 इंच के सब्सट्रेट में जाने से भी महत्वपूर्ण बदलाव आएंगे और वाटरशेड बन जाएगा।वोल्फस्पीड का अनुमान है कि 2024 तक एक 8-इंच की नंगे चिप की लागत मौजूदा 6-इंच की 37% होगी, जिसका अर्थ है लागत में 63% की कमी।लागत में इस कमी में उपज में वृद्धि और नंगे फिल्मों की संख्या में वृद्धि शामिल है।
योल ने रिपोर्ट में बताया कि 8 इंच के सिलिकॉन कार्बाइड वेफर को उत्पादन के विस्तार में एक महत्वपूर्ण कदम माना जाता है।लक्ष्य स्पष्ट रूप से उत्पादन में वृद्धि करना और प्रतियोगिता के अगले दौर में लाभ प्राप्त करना है।प्रमुख IDM अपनी स्वयं की 8-इंच सिलिकॉन कार्बाइड वेफर निर्माण क्षमताओं का विकास कर रहे हैं;2022 तक, कुछ वेफर आपूर्तिकर्ताओं ने नमूनों की शिपिंग शुरू कर दी है।योल के पावर सिलिकॉन कार्बाइड पूर्वानुमान में, 6-इंच अगले पांच वर्षों के लिए अग्रणी मंच बना रहेगा।हालांकि, 2022 से शुरू होकर, पहले 8 इंच को बाजार सहभागियों द्वारा रणनीतिक संसाधन माना जाएगा।
"डिवाइस कॉन्फ़िगरेशन के प्रभाव को ओवरलैप करते हुए, वोल्फस्पीड ने भविष्यवाणी की है कि अगर 8-इंच सब्सट्रेट + ट्रेंच प्रकार के दृष्टिकोण को अपनाया जाता है, तो अगले कुछ वर्षों में सिलिकॉन कार्बाइड उपकरणों की लागत वर्तमान 6-इंच + प्लानर संरचना के 28% तक कम हो जाएगी। "।
प्रक्रिया और सब्सट्रेट आकार में परिवर्तन के साथ, डिवाइस की लागत पर प्रभाव बहुत अधिक है।कॉन्फ़िगरेशन या 8-इंच सबस्ट्रेट्स के उत्पादन के मामले में, इसका भविष्य में मौजूदा बाजार पैटर्न पर असर पड़ेगा।यह पुनरावृत्ति प्रक्रिया घरेलू उद्यमों के लिए एक अवसर है।

3. अपस्ट्रीम मटेरियल एंड को मास्टर करें
घरेलू प्रतिस्थापन के लिए मुख्य बिंदु

ऑटोमोटिव वोल्टेज प्लेटफॉर्म 400V-600V-800V से विकसित हो रहा है, लेकिन वास्तव में, विकास की गति अपस्ट्रीम सिलिकॉन कार्बाइड सामग्री अंत की तुलना में तेज है, जिसका अर्थ है कि अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम की विंडो अवधि बेमेल है, विशेष रूप से घरेलू सिलिकॉन कार्बाइड के लिए उद्योग।
इससे आपूर्ति और मांग के बीच बड़ा अंतर पैदा होगा।इसे कौन और कैसे भर सकता है?यह एक ऐसा प्रश्न है जिस पर हमें विचार करने की आवश्यकता है।
गोंग शी ने कहा कि कई निवेश संस्थान अगले कुछ वर्षों में उद्योग का न्याय करने के लिए एक स्थिर अवलोकन परिप्रेक्ष्य के रूप में सिलिकॉन कार्बाइड उपकरणों या अनुसंधान और विकास निवेश की शिपमेंट मात्रा का उपयोग करते हैं, लेकिन सिलिकॉन कार्बाइड उद्योग को अभी भी देखने के लिए एक गतिशील परिप्रेक्ष्य लेने की जरूरत है अगले कुछ वर्षों में सिलिकॉन कार्बाइड डिवाइस बाजार का आकार।
संपूर्ण सिलिकॉन कार्बाइड उद्योग श्रृंखला को विभिन्न खंडों में विभाजित किया गया है।अपस्ट्रीम उद्योग श्रृंखला में कच्चे माल, सब्सट्रेट सामग्री और एपीटैक्सियल सामग्री शामिल हैं।मझधार उद्योग में चिप संरचनात्मक डिजाइन, चिप निर्माण, उपकरण और मॉड्यूल शामिल हैं।डाउनस्ट्रीम एप्लिकेशन फील्ड में सोलर फोटोवोल्टिक, सेमीकंडक्टर, ऑटोमोटिव, रेल ट्रांसपोर्टेशन, 5G बेस स्टेशन, बिल्डिंग मटीरियल्स और स्टील इंडस्ट्रीज शामिल हैं।
प्रत्येक लिंक में प्रत्येक उद्यम का लेआउट अलग-अलग होता है, IDM से सब्सट्रेट या एपीटैक्सियल सामग्री तक, एपीटैक्सियल वेफर्स और उपकरणों के लिए।कोर थिंक टैंक विशेषज्ञों का अनुमान है कि यदि एपिटैक्सियल + डिवाइस दृष्टिकोण का उपयोग किया जाता है, तो सकल लाभ लगभग 60% होगा, और यदि एपिटैक्सियल चिप व्यवसाय को हटा दिया जाता है, तो सकल लाभ लगभग 37% होगा।उत्तरार्द्ध का सकल लाभ मूल रूप से सिलिकॉन आधारित उपकरण निर्माताओं के समान है।
यह इंगित करता है कि यदि आप अपस्ट्रीम सामग्री के अंत में महारत हासिल नहीं करते हैं और केवल सिलिकॉन कार्बाइड डिवाइस बनाते हैं, तो सकल लाभ के दृष्टिकोण से, सिलिकॉन आधारित उपकरणों की तुलना में कोई लाभ नहीं है।
ऊपर चर्चा किए गए सब्सट्रेट आकार और डिवाइस कॉन्फ़िगरेशन में बदलावों को जोड़ते हुए, आने वाले वर्षों में घरेलू बाजार को महत्वपूर्ण लागत दबाव का सामना करना पड़ेगा।इसलिए, भविष्य के उद्योग के अवसरों को समझने की कुंजी अपस्ट्रीम सामग्री उद्योग को विकसित करना है।
सिलिकॉन कार्बाइड सबस्ट्रेट्स के आकार को 8 इंच में बदलने में 2-3 साल लगेंगे।अल्पावधि में, 6 इंच सबस्ट्रेट्स पर आधारित सिलिकॉन कार्बाइड उपकरणों की लागत का प्रदर्शन अभी भी उच्च है।हालांकि, मध्यम से लंबी अवधि में, मौजूदा बड़े पैमाने के सिलिकॉन कार्बाइड MOSFET निर्माताओं को भविष्य में चुनौतियों और दबावों का सामना करना पड़ेगा।
योल ने कहा कि दो मुख्य रुझान सिलिकॉन कार्बाइड आपूर्ति श्रृंखला को प्रभावित कर रहे हैं: आने वाले वर्षों में अधिक राजस्व उत्पन्न करने के लिए वेफर निर्माण और मॉड्यूल पैकेजिंग का लंबवत एकीकरण।इस संदर्भ में, टर्मिनल सिस्टम कंपनियां (जैसे ऑटोमोटिव ओईएम) बाजार में कई वेफर आपूर्तिकर्ताओं की आपूर्ति का प्रबंधन करने के लिए सिलिकॉन कार्बाइड को तेजी से और अधिक लचीले ढंग से अपना रही हैं।