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Wolfspeed难逃半导体行业的规律会被收购吗?

2023/04/21
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基于硅的功率电子器件和碳化硅(SiC功率器件有共同点。这两种类型的供应商往往更加垂直整合。它们的差异在于产量。SiC的产量(从晶圆到器件)明显低于基于硅的功率器件。随着每家公司都在争先恐后地确立基础制造技术,关键问题在于Wolfspeed能够抵挡住竞争对手多长时间。

首先要声明的是,Wolfspeed并非计划出售。

然而,考虑到如今影响SiC业务的所有因素,行业专家倾向于得出结论:Onsemi是最有逻辑的收购Wolfspeed的潜在买家。以下是原因。

在最近的一次讨论中,半导体行业公司顾问Helmut Gassel和Yole集团CEO Jean-Christophe Eloy讨论了SiC行业的现状。讨论的主题包括SiC的技术路线图、产量、可制造性和市场应用。

如今,Wolfspeed是SiC晶圆生产方面无可争议的领导者,远远领先于竞争对手。

但是,要想进一步扩大业务规模,Wolfspeed不能仅仅成为一家SiC专业公司。根据Gassel和Eloy的说法,它需要与规模更大的功率电子市场(包括基于硅的功率器件)产生“协同效应”。
相比之下,Infineon、ST和Onsemi正在竞相主导整个功率电子市场。

Wolfspeed的领先优势以及其对SiC的专注使其领先。但这种专注也使它容易受到收购的威胁。Eloy敲响了Wolfspeed独立地位的丧钟,称:“在过去的50年里,所有的专业半导体公司都被收购了。所有的。”

在他的评估中,Eloy表示,“这是一家非常好的公司,尽管仍在亏损,但在增长,为支持其增长投入了大量资金……这家公司在未来10年里手握黄金。”

从“创新”阶段到“批量”阶段

Gassel认为,SiC业务正从“创新阶段”过渡到“批量阶段”。

尽管基于硅的芯片和SiC器件的生产存在很大差异,但这两种业务的结合可能实现一定程度的协同效应。Eloy指出:“例如,如果雷诺-日产来到Wolfspeed,寻求在其电动车中部署功率电子技术,Wolfspeed只有一个答案。”该公司将推动基于SiC的产品。

创新阶段是“谁能够成功”的竞赛,到目前为止,Wolfspeed是赢家。但随着业务转向批量,规模变得至关重要。越大越好。

另一方面,诸如Infineon、Onsemi和ST这样的公司正在研究多种功率电子技术,包括GaNIGBTMOSFET。拥有更多功率电子选项的公司更有利于与需要功率电子技术的电动车公司合作。

设计与制造如今,SiC非常垂直化。每个领先供应商都从SiC晶圆到SiC器件制造一切。同样的情况也普遍适用于基于硅的功率电子器件。

在传统的半导体行业中,不同的芯片公司设计CPU、GPU、SoC和其他元件,晶圆厂扮演了重要的独立角色。在技术制造基础和硅芯片设计之间存在明确的分离。

然而,在基于硅的功率器件领域,格局截然不同。Gassel表示:“功率电子设计并没有太多变化。”

Gassel强调:“你必须了解,在功率电子领域,器件物理与制造之间的关系非常密切。”他观察到,设计的附加值可能在于封装。“这就是为什么一些公司参与封装。但是现在还没有真正庞大的功率器件晶圆厂基地。”

Eloy表示,在过去的20年里,“有相当多的基于硅的功率器件公司在自家种植硅晶体,以求得到正确的结果。这涉及到正确的掺杂物质量以及正确的材料结构。”

随着时间的推移,公司开始将这个过程转移到外部供应商。直到最近,基于硅的功率电子领域的晶圆生产才与器件制造分离。“但这是一个缓慢的过程,因为它很复杂。”Eloy说。

如今,类似的原则(不将设计与制造分离)也适用于SiC。Gassel表示,这是因为我们处于学习器件物理和SiC制造的早期阶段。Eloy指出,目前很少有公司从事SiC晶圆厂业务,除了一家,X-Fab。“但这是一个非常小的业务。”

SiC的产量

鉴于SiC供应商仍在学习如何使用新材料并生长SiC晶体(这仍然非常困难),没有任何SiC公司愿意公开讨论产量。

合理的推测是,SiC晶圆的产量仍然很低。

在Eloy看来,Wolfspeed在25-30年前就开始研发SiC晶圆,现在已经拥有世界上最好的产量,可能在60%至85%之间。

相比之下,Eloy表示,新进入SiC晶圆领域的公司产量仍然在0%到2%之间。他补充说,要将产量提高到15%、20%和25%,需要很长时间。“没有人在出售生长SiC晶体的(生产)设备或独家技术。”

这是SiC晶圆层面的产量。外延(epi)晶圆的产量又如何呢?

他观察到,外延晶圆的产量在80%到95%之间。“并不算太差。”在器件层面,领先的SiC公司的产量在65%至70%之间。“但是那些对SiC仍然不熟悉的公司,产量也在20%到30%之间艰难挣扎。”

传统基于硅的功率器件的整体产量(从晶圆到器件)约为99%。与此相比,Eloy指出,从SiC晶圆到器件的等效产量“低于50%”。

以ST和Infineon为例,它们是领先的SiC器件批量供应商。Eloy表示,从晶圆到器件的总产量估计在60%至65%之间。他补充说,在SiC竞赛中,领跑者与大部队之间的差距仍然“非常巨大”。

如今,SiC供应商不仅努力提高产量,还在增加产量。“你必须做到这两点,”Eloy说。

为什么?

2019年初,ST收购了瑞典SiC晶圆制造商Norstel的多数股权。然而,正如Eloy解释的,研发SiC已经超过15年的Norstel仍未大规模生产。“他们是好公司,”他说,“但这是一种非常复杂的材料,需要很长时间。”他指出,如果不进入大规模生产业务,就很难完善SiC晶圆制造技术。

从6英寸晶圆到8英寸晶圆

很可能对产量率有直接了解的Gassel没有对绝对数字发表评论。

他强调,当你将SiC晶圆的直径从6英寸改为8英寸时,产量会大幅降低,这一点值得大家注意。“尽管这并不是重新开始,但你可能会让自己的产量降低20%,”Gassel说。“这是因为SiC晶圆层面的产量非常低。”涉足新材料的公司在低产量中学不到太多东西,Gassel说。

Wolfspeed、Infineon和ST都宣布了扩大晶圆厂的计划。ST和Infineon也指出,8英寸SiC晶圆正在研发中。Wolfspeed去年宣布,在纽约州马西已建成“世界上第一个、最大、唯一的8英寸SiC生产设施”。

Eloy表示:“据我了解,Wolfspeed已经与多家客户开始8英寸的认证过程。”

Eloy赞同Gassel的观点,表示:“转向更大的晶圆尺寸意味着你不仅要重新开始开发周期,还要重新开始认证周期。而且你要在晶圆层面、外延晶圆层面和器件层面重新开始周期。在涉及外延晶圆时,作为分包商如何获得优质的外延层是个未知。”

但是,如果你在早期掌握正确方法,回报将是巨大的。

Gassel表示:“这就是半导体行业一直在玩的游戏。它总是关于更早地掌握正确方法……当你做到这一点时,你就拥有优势。”这种优势“通常不会永远持续……但会持续一段时间。如果你比别人更频繁地掌握正确方法,你最终可以持续增加市场份额。”

最终,无论是硅还是SiC,半导体市场的统治者将是大规模生产的公司。Wolfspeed的未来悬而未决,要么被整体收购,要么与竞争对手合并部分业务。

 

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作为Cree公司一部分的Wolfspeed,它是世界上经过现场测试的最先进的SiC和GaN功率和射频解决方案的主要供应商。作为宽带隙半导体技术的领导者,Wolfspeed,与世界各地的设计师合作,共同构建更快,更小,更轻,更强大的电子系统的新未来。

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