Obwohl digitale und aufkommende M&A-Aktivitäten häufig auf ein zunehmendes Interesse an diesem Verbundwerkstoff hinweisen, kann nur durch die Suche nach Lösungen für die drei Haupthindernisse, die derzeit die breitere Einführung von
SiC behindern, seine erwartete Position im Bereich der Leistungselektronik ermittelt werden.http://www.ic-bom.com/
1,Kosten
Bisher können die Kosten für SiC-Module nicht die Möglichkeit bieten, diese Technologie in anderen Elektrofahrzeugen als High-End-Fahrzeugen zu popularisieren. Aus dem gleichen Grund ist der Industriesektor, der 3300 V für seine Hochleistungsanwendungen anvisiert, immer noch nicht bereit, sich in SiC zu wagen und setzt weiterhin auf die Option Si IGBT. Laut Yole SystemPlus-Analyse machen die Kosten für Substratherstellung und epitaktische Phasen 59% der gesamten Waferkosten aus (durchschnittliche Kosten von 1200 V SiC MOSFETs), gefolgt von Ertragsverlusten in Front-End-Prozessen (24%). In Bezug auf die Bare-Chip-Ampere-Kosten schnitten Wolfspeed und ROHM Semiconductor die besten ab und bestätigten den klaren Vorteil, die gesamte Lieferkette im Wettbewerb zu steuern. Um Kosten zu senken, werden mehrere Szenarien in Betracht gezogen. Von Wolfspeed, II-IV Incorporated und jetzt Coherent, während SiCrystal im Gange ist. Allerdings verzögern Qualitätsprobleme die tatsächliche Inbetriebnahme nach wie vor, und dies wird nun in 2025 erwartet. Die neuen technologischen SiC-Substrate, die mit Si-Produktionslinien kompatibel sind, sowie Wafer-Prozessinnovationen werden ebenfalls entwickelt.
2,Zuverlässigkeit
Obwohl sie in kommerzielle Automobilsysteme (Tesla und Lucid Air Wechselrichter/Toyota Mirai II Boost Konverter) integriert sind, gibt es unzureichende Beweise, um die langfristige Zuverlässigkeit von SiC Produkten zu belegen. Dies ist ein weiteres Argument, das die Industrie zu einer abwartenden Haltung veranlasst hat.
3,Verpackung
Um die Vorteile der SiC-Technologie voll auszuschöpfen, ist es notwendig, geeignete Verpackungslösungen zu finden. Das Problem liegt hier: Obwohl es im Falle von Si IGBT mehrere validierte Optionen gibt, befinden sich die Verpackungsoptionen für SiC MOSFETs noch in der Anfangsphase und es wurden nur wenige von Denso, Wolfspeed und ST Microelectronics entwickelte Designs demonstriert. Diese Konstruktionen umfassen hochtemperaturkompatible und verlustarme Materialien, sei es auf dem Substrat (Materialien mit guter Wärmeableitungsleistung, wie AlN und AMB-Si3N4), Verpackung (Hochtemperatur-Epoxidharz oder Siliziumgel), Chipbefestigung (wie Silbersintern) oder Interconnection (mit geringer Induktivität, wie z. B. oberer Cu-Führungsrahmen). Bis zur Bereitstellung standardisierter Lösungen ist noch viel zu tun.http://www.ic-bom.com/
Wolfspeed und ZF kündigten die Gründung einer strategischen Partnerschaft mit dem Ziel an, zukünftige Siliziumkarbid-Halbleitersysteme und -Ausrüstungen für mobile, industrielle und Energieanwendungen zu entwickeln. Ein Weg, dieses Ziel zu erreichen, ist der Aufbau bedeutender SiC-Produktionskapazitäten in Europa.
Wolfspeeds neue Fabrik in Deutschland wird die weltweit größte 8-Zoll-SiC-Gerätefabrik und die einzige Fabrik in Europa, die in der Lage ist, 8-Zoll-SiC-Wafer in großen Mengen zu produzieren (mit Ausnahme einiger SiC-kompatibler Kapazitäten von STMicroelectronics). Dieser Schritt wird Wolfspeeds führende Position im SiC-Wafer-Bereich festigen und gleichzeitig auf den derzeit von europäischen Unternehmen dominierten SiC-Gerätemarkt abzielen.
Wolfspeed ist das einzige Unternehmen weltweit, das 8-Zoll-SiC-Wafer über seine bestehende Waferfabrik in New York, USA, in Massenproduktion produzieren kann. Diese beherrschende Stellung wird in den nächsten zwei bis drei Jahren fortgesetzt, bis weitere Unternehmen mit dem Aufbau von Produktionskapazitäten beginnen. Das früheste ist die 8-Zoll-SiC-Fabrik, die Italian Semiconductor in Italien in 2024-5 eröffnen wird.http://www.ic-bom.com/
Die Vereinigten Staaten sind führend im SiC-Wafer-Bereich. Wolfspeed arbeitet mit Coherent (II-VI), onsemi und SK Siltron css zusammen, die derzeit ihre SiC-Wafer-Produktion in Michigan erweitern. Auf der anderen Seite ist Europa bei SiC-Geräten führend.
Dr. Ezgi Dogmus, Chief Analyst des Yole Intelligence Power and Wireless Division Compound Semiconductor and Emerging Substrate Activities Teams, betonte: Andere große SiC-Hersteller haben jedoch beschlossen, sich nicht mehr ausschließlich auf 8-Zoll-Wafer zu konzentrieren, sondern ihre Strategie stattdessen auf 6-Zoll-Wafer zu konzentrieren. Obwohl die Umstellung auf 8-Zoll-Wafer auf der Agenda vieler SiC-Gerätehersteller steht, können die erwartete Zunahme der Produktion reiferer 6-Zoll-Substrate und der daraus resultierende erhöhte Kostenwettbewerb den Kostenvorteil von 8-Zoll-Wafern ausgleichen, was zu einer zukünftigen Fokussierung von SiC auf Player beider Größen führen kann. Das Unternehmen hat keine sofortigen Maßnahmen ergriffen, um die 8-Zoll-Produktionskapazität zu erhöhen, was im krassen Gegensatz zur Strategie von Wolfspeed steht.
Wolfspeed unterscheidet sich jedoch von anderen an SiC beteiligten Unternehmen, da es sich nur auf dieses Material konzentriert. So haben Infineon Technology, Ansemy und Italian Semiconductor, die führend in der Leistungselektronikbranche sind, auch auf den Silizium- und Galliumnitridmärkten erfolgreiche Geschäfte. Dieser Faktor beeinflusst auch die Vergleichsstrategie zwischen Wolfspeed und anderen großen SiC-Herstellern.http://www.ic-bom.com/
