La chaîne industrielle des nouveaux véhicules énergétiques et des équipements de communication se développe rapidement et la demande de semi-conducteurs de puissance a considérablement augmenté, en particulier la demande de semi-conducteurs de puissance de troisième génération représentée par SiC et GaN. Selon Yole, le plus grand marché d'application du SiC provient des automobiles. L'utilisation de solutions SiC peut rendre le système plus efficace, plus léger et plus compact. Avec la réduction progressive des coûts de SiC et l'expansion continue des applications, les perspectives de développement futur du marché sont vastes.

À l'heure actuelle, les dispositifs d'alimentation au SiC nationaux reposent principalement sur les importations, et la chaîne de l'industrie automobile en dépend particulièrement. Afin de changer cette situation, au cours des "deux sessions" de cette année, la "Proposition sur la promotion du développement scientifique de l'industrie chinoise des semi-conducteurs de puissance" soumise par le Comité central des progressistes démocrates a proposé d'améliorer encore la politique de développement de l'industrie des semi-conducteurs de puissance et d'inclure la recherche et le développement de nouveaux matériaux semi-conducteurs de puissance dans le plan national. , Réalisez dès que possible l'alimentation indépendante des semi-conducteurs de puissance. À l'avenir, l'échelle de la nouvelle chaîne de l'industrie automobile énergétique de mon pays sera encore élargie et la demande de dispositifs électriques entraînera une explosion. Pour cette raison, les fabricants nationaux qui sentent les opportunités commerciales accélèrent également la configuration de la chaîne de l'industrie des semi-conducteurs de puissance SiC.


La demande de dispositifs SiC automobiles a augmenté

L'industrie automobile à énergie nouvelle a la «vieille difficulté» de la durée de vie et de la charge de la batterie qui doit être résolue de toute urgence. Pour cette raison, les constructeurs automobiles ont besoin de semi-conducteurs de puissance avec une efficacité de conversion plus élevée, qui sont devenus une force motrice importante pour l'expansion du marché des dispositifs de puissance SiC. En tant que l'un des matériaux semi-conducteurs de troisième génération, le SiC a une bande interdite plus large, un champ électrique de claquage plus élevé, une conductivité thermique, un taux de saturation électronique et une résistance au rayonnement. Par conséquent, les dispositifs d'alimentation SiC ont des tensions nominales élevées et une faible conduction.Ils présentent de bonnes performances en termes de résistance et de vitesse de commutation rapide, ce qui peut répondre aux besoins des constructeurs automobiles en matière de conversion d'énergie et d'efficacité énergétique.

Surtout en termes d'amélioration de l'efficacité énergétique, les dispositifs SiC présentent des avantages remarquables par rapport aux autres matériaux à base de silicium. Georges Andary, président de Bosch Automotive China, a déclaré que les semi-conducteurs en carbure de silicium peuvent apporter une puissance plus élevée aux moteurs et apporteront de nouveaux changements à l'industrie automobile. Par rapport aux produits traditionnels à base de silicium, l'utilisation de produits en carbure de silicium réduit la consommation d'énergie de 50%, et la puissance a également été améliorée pour augmenter l'autonomie de la voiture de 6%.

Comparé à d'autres produits à base de silicium, le carbure de silicium a une meilleure conductivité et une fréquence de commutation plus élevée, ce qui réduit la consommation d'énergie et les coûts. À l'heure actuelle, des équipementiers tels que Tesla ont introduit des produits en carbure de silicium. Afin d'augmenter la puissance du moteur d'entraînement du véhicule électrique et de réduire la consommation d'énergie, Tesla Model 3 utilise un module d'alimentation SiC complet sur le contrôleur de moteur. Selon le démontage et l'analyse étrangers, l'onduleur de la commande électronique utilise le dispositif d'alimentation à noyau SiC de ST. L'ensemble du module de puissance est composé d'un module monotube avec une tension de tenue de 650V.

Sur la base de l'expérience passée en matière de remplacement de produits, d'autres constructeurs automobiles passeront progressivement aux modules d'alimentation SiC sous l'effet de démonstration de Tesla. Les dispositifs SiC seront largement utilisés dans les systèmes de transmission des véhicules électriques au cours des 3 à 5 prochaines années. Un rapport de CSA Research montre qu'en 2019, l'échelle d'application des appareils SiC dans le segment des véhicules à énergie nouvelle (y compris les véhicules complets et les installations de recharge) est d'environ 430 millions de yuans, et la taille du marché atteindra 1,624 milliard de yuans en 2024, avec un taux de croissance annuel moyen composé. Le taux atteint 30,4%.

Du point de vue des ventes de véhicules à énergie nouvelle en 2019, la Chine occupe toujours la moitié du marché mondial des véhicules à énergie nouvelle. C'est également un marché clé pour les grands fabricants internationaux pour augmenter la disposition des semi-conducteurs SiC de troisième génération. Il est entendu que la part de marché des dispositifs SiC est principalement concentrée entre les mains de fabricants étrangers, parmi lesquels Infineon, ROHM, ST et Cree quatre sociétés représentent près de 90% de la part de marché mondiale. Outre les fabricants de semi-conducteurs intermédiaires tels que Cree, ROHM, Infineon et d'autres fabricants de semi-conducteurs qui ont lancé des produits SiC Mosfet de qualité automobile, les sociétés en aval représentées par des sociétés de niveau 1 telles que Bosch font rapidement progresser les semi-conducteurs automobiles et leurs semi-conducteurs de troisième génération. sont officiellement entrés dans la chaîne d'approvisionnement automobile. Étroite collaboration. Des initiés de l'industrie ont déclaré à Jiwei.com: «La chaîne de l'industrie automobile représente actuellement la plus grande concentration de consommation de carbure de silicium. Bénéficiant de l’avantage du numéro un mondial de la société de premier plan, Bosch a expédié rapidement des dispositifs à semi-conducteurs de puissance et est désormais cotée sur le marché européen des semi-conducteurs. Quatrième en volume. "


Les entreprises nationales renforcent leur force dans le SiC

En plus d'augmenter les investissements des géants étrangers, les entreprises nationales augmentent activement la disposition de la chaîne industrielle du SiC grâce au fort soutien des politiques et à la promotion du marché des puces SiC par la chaîne de l'industrie automobile. "L'industrie chinoise des semi-conducteurs de puissance a un espace énorme et des perspectives prometteuses. Pour les sociétés nationales de semi-conducteurs de puissance qui dépendent du marché chinois, on peut dire que c'est une opportunité de développement à ne pas manquer." Li Hong, directeur général de China Resources Micropower Device Business Group, a été interviewé par le journaliste de Jiwei.com Said quand.

En termes de disposition de la ligne de production, China Resources Micro a récemment annoncé la production de masse officielle de la première ligne de production commerciale de plaquettes SiC de 6 pouces du pays. La ligne de production peut atteindre une production de masse si rapidement, principalement parce que China Resources Micro a adopté une stratégie différente de celle des autres fabricants. Selon des sources pertinentes de China Resources Micro, «contrairement à la plupart des autres entreprises, elles peuvent investir dans des lignes de production de carbure de silicium, en commençant par des plaquettes de 4 pouces, puis en évoluant vers 6 pouces et 8 pouces une fois le processus arrivé à maturité, et we are La ligne de production d'origine Si a été adaptée. En raison de notre riche expérience dans la ligne de production de dispositifs d'alimentation Si, nous avons commencé directement à partir de 6 pouces au début, réduisant le temps et le coût des essais et des erreurs, et complétant le SiC6 dès que possible avec moins d'investissement. Construction d'une ligne de production commerciale en pouces. Cependant, la personne a déclaré qu'il n'était pas commode de divulguer les détails du taux de passage des plaquettes et de la capacité de production.

Selon Jiwei, le taux qualifié actuel de plaquettes de SiC dans le monde peut atteindre 70% à 80%, tandis que le taux de qualification de plaquettes de SiC de 4 pouces dans la base de l'industrie SiC de China Electronics peut atteindre 65%, ce qui peut atteindre 180000. d'ici trois ans. Capacité de production pièces / an.

À l'heure actuelle, le taux de qualification global des plaquettes de SiC nationales n'est pas élevé. Du niveau micro matériel, il est principalement lié à la structure de croissance cristalline. Le monocristal de SiC a plus de 250 types d'isomères, mais la structure monocristalline 4H-SiC est principalement utilisée pour fabriquer des semi-conducteurs de puissance. En d'autres termes, la structure de croissance monocristalline détermine directement si la tranche est qualifiée ou non. Wei Wei de Basic Semiconductors a déclaré à Ji Microgrid: «Si vous n'effectuez pas un contrôle précis lors de la croissance de monocristaux de SiC, vous obtiendrez d'autres structures cristallines de SiC, ce qui entraînera directement une défaillance de la tranche. C'est ce que nous devons éviter. Cas."

Il est entendu que Basic Semiconductor recherche et développe actuellement l'ensemble de la chaîne industrielle couvrant la préparation des matériaux, la conception des puces, le processus de fabrication, le conditionnement et les tests, et l'application d'entraînement des dispositifs d'alimentation en carbure de silicium. Il a successivement lancé des diodes Schottky en carbure de silicium de qualité courant et tension, et les premiers produits de la série industrielle fabriqués dans le pays tels que le MOSFET au carbure de silicium 1200V, un module d'alimentation SiC complet de qualité automobile testé pour sa fiabilité. Wei Wei a révélé à Jiwei: "À l'heure actuelle, des semi-conducteurs de base SiC de qualité automobile ont été fournis aux OEM nationaux par l'intermédiaire de fournisseurs tie1."

Bien que de nombreuses entreprises nationales déploient des produits SiC de qualité automobile, peu les ont déjà fournis aux OEM. Pour les fabricants nationaux, l'opportunité de «monter dans la voiture» dépend principalement de la capacité du produit à franchir le seuil des normes au niveau de la voiture. À cet égard, Wei Wei a révélé à Jiwei.com les raisons pour lesquelles les semi-conducteurs de base peuvent monter sur la voiture. «La disponibilité des produits SiC est liée à la fiabilité de la voiture. La fiabilité est une mesure de l'espérance de vie de l'appareil, c'est-à-dire que les résultats de fiabilité peuvent être utilisés pour calculer la durée de vie de l'appareil. Répondre aux exigences des spécifications . Le nombre d'échantillons est généralement sélectionné à 22 pour la vérification de la fiabilité des produits industriels. Les semi-conducteurs de base augmentent le nombre d'échantillons à 77 selon les exigences de la qualité automobile et utilisent les normes de certification de qualité automobile de la série AEC-Q pour tester les dispositifs, tant que car ils réussissent Après le test, vous pouvez obtenir un billet pour monter à bord du train. "

Différent de la situation de l'industrie nationale, les JBS et MOSFET unipolaires 600V-1700V 4H-SiC du géant international des semi-conducteurs ont été commercialisés. En 2019, CREE a annoncé la construction d'une ligne de production de carbure de silicium de 8 pouces. En ce qui concerne l'écart entre la chaîne industrielle nationale du SiC et les pays étrangers, Wei Wei a déclaré: «À l'heure actuelle, l'industrie nationale du SiC de qualité automobile est à la traîne des fabricants étrangers. Nous devons renforcer les investissements dans le capital et la technologie SiC pour améliorer la chaîne industrielle du SiC dès que possible. »

Dans le contexte de l'augmentation des investissements des fabricants étrangers sur le marché chinois du SiC, les fabricants nationaux de semi-conducteurs de puissance peuvent-ils franchir le seuil du SiC de qualité automobile et réussir à «monter sur la voiture»? À cet égard, les gens du secteur estiment que «le soutien politique national et le soutien financier sont d'une grande aide pour le développement du secteur, et les entreprises nationales concernées se soutiennent également, attachent de l'importance à la formation de talents dans ce domaine et apprécient l'environnement d'autonomie dans les frictions commerciales actuelles. Dans ces circonstances, les fabricants nationaux de SiC ont encore une grande marge de développement. "