Kiselkarbid (SiC) har snabbt seglat upp som ett alternativt basmaterial för halvledare i högeffektsapplikationer. SiC tål spänningar som är 5-10 gånger högre än kisel samtidigt som det växlar med nästan 10 gånger högre hastighet, vilket gör det mer energieffektivt än dess kiselbaserade motsvarighet.
SiC-substrat är dock fortfarande kostsamma och nya leverantörer kan ha lägre utbytesnivåer än etablerade företag.
Prisanalys
SiC-wafers har många tillämpningar inom kraftelektronik och radiofrekvensenheter. Den ökande efterfrågan har drivit på marknadsexpansionen, vilket har lett till att tillverkarna har utökat produktionskapaciteten och samtidigt förbättrat kvaliteten och effektiviteten; båda aspekterna kan bidra till att sänka kostnaderna och öka lönsamheten för kiselkarbidwafers.
Högkvalitativa SiC-wafers måste vara fria från defekter som mikropipes och dislokationer, vilket kräver avancerad teknik och utrustning. Tyvärr utgör de höga kostnader som är förknippade med sådan teknik ett hinder för expansion; dessutom ökar de höga temperatur- och fuktighetskraven vid kiselkarbidproduktion kostnaderna och kan orsaka produktfel.
Marknaden för semiisolerande kiselkarbidskivor väntas uppvisa den snabbaste årliga tillväxten under prognosperioden. Detta kan hänföras till deras ökande användning i kraftaggregat som måste arbeta under högre temperaturer under längre perioder, liksom ökad användning av elfordon och investeringar i järn- och stålproduktion, utveckling av 5G-infrastruktur etc. Ökade investeringar kommer att driva efterfrågan på detta material ytterligare.
För att säkerställa en sömlös leveranskedja är det mycket viktigt att förstå de faktorer som påverkar priset på SiC-wafers. Produktionskostnaderna kan öka till följd av otillräckliga leveranser eller stigande råvarukostnader eller priser på produktionsutrustning; det är också viktigt att övervaka trender för utbud och efterfrågan; avkastningsnivåer som minskar kan leda till brist på produkter som MOSFET:er för fordonsindustrin som måste uppfylla stränga kvalitetskrav.
Trender inom branschen
Wafers av kiselkarbid (SiC) efterfrågas på grund av en ökande marknad för elfordon och teknik för förnybar energi, vilket driver efterfrågan. SiC-halvledare förbättrar kraftelektronikens prestanda, vilket gör dem till viktiga komponenter i laddstolpar, motorstyrningar och annan utrustning som används för laddning av dessa teknologier. En ökning av antalet solcellsväxelriktare bidrar också till att driva marknaden för SiC-wafers, eftersom fler konsumenter söker miljövänliga alternativ.
Utvecklingen av 5G-infrastrukturen driver också på ökad försäljning av elbilar och efterfrågan på avancerade halvledarmaterial som epitaxiala SiC-wafers - viktiga för basstationer och antenner med hög frekvens/hög effekt i 5G-nätverken.
Priset på SiC-wafers beror på många variabler, bland annat tillverkningskostnader och råvarupriser. På senare tid har det varit betydande prisfluktuationer för viktiga råvaror som SiC-substrat och polykristallint kisel, vilket har lett till att produktionskostnaderna för wafers har varit högre än nödvändigt.
USA:s regering arbetar för att möta dessa utmaningar genom att investera i nya processer som kommer att påskynda tillverkningen av SiC-wafers, förbättra utbytet och minska antalet defekter. Tillverkare som Wolfspeed och II-VI Incorporated utvecklar också nya tekniker som möjliggör större kristalltillväxt med ökat utbyte.
Utbud och efterfrågan
Marknaden för kiselkarbidskivor (SiC) har upplevt en aldrig tidigare skådad tillväxt till följd av den snabbt ökande användningen av elfordon och enheter för förnybar energi. SiC-wafers spelar en viktig roll i tillverkningen av kraftaggregat som används i både elfordon och elhybridfordon, samtidigt som deras höga temperaturkapacitet och snabba elektronhastighet möjliggör högre spänningar i kraftgenereringssystem.
Covid-19-pandemin har ställt SiC-tillverkarna inför en oväntad utmaning och fått dem att minska efterfrågan, även om nivåerna före pandemin bör återkomma när den avtar.
SiC-wafers har blivit en viktig komponent i kraftapplikationer som elfordon (EV), elhybridfordon (HEV), laddstolpar, solcellsväxelriktare, vindturbiner och industriella kraftanordningar. Efterfrågan förväntas öka till följd av investeringar i infrastruktur för förnybar energi samt miljöhänsyn och tekniska framsteg.
Flera företag är engagerade i forskning och utveckling av avancerade kiselkarbidkomponenter för att möta konsumenternas ökande efterfrågan på elektroniska prylar. För att förbli konkurrenskraftiga i denna bransch använder dessa företag strategier som produktlanseringar, partnerskap, kontrakt och avtal som sätt att stärka sin närvaro på marknaden. Bland de viktigaste aktörerna märks STMicroelectronics N.V., Infineon Technologies AG, TankeBlue CO LTD. LTD SK siltron css Resonac Holdings Corporation WOLFSPEED INC; bland andra. Dessa företag fokuserar sin närvaro där på grund av efterfrågan i Asien och Stillahavsområdet.
Slutsatser
Kiselkarbid är ett avancerat halvledarmaterial som ger mycket högeffektiva enheter tack vare sin ökade effektivitet, låga resistans, kompakthet och livslängdsförlängning av elektroniska komponenter samtidigt som energiförlusterna minskar - detta har lett till en ökad efterfrågan på kiselkarbidskivor inom den nordamerikanska kraftelektroniksektorn.
Prisfluktuationerna på kiselkarbidskivor beror på faktorer som tillgång på råmaterial, produktionsprocesser och tekniska framsteg samt efterfrågan på marknaden, politiskt stöd, tekniska framsteg och överväganden om leveranskedjan. Det är viktigt att fullt ut förstå dessa influenser för att exakt kunna förutsäga vart priserna kan komma att gå i framtiden.
Vid tillverkning av kiselkarbid används naturlig kiselsand och mald kvarts med hög SiO2-innehåll - normalt över 99,7% renhet - som basmaterial, tillsammans med petroleumkoks med låg askhalt som kolkälla. Råmaterialens renhet är avgörande för att producera högkvalitativa kiselkarbidprodukter, medan vertikal integration av wafer- och enhetstillverkning ökar utbytet med 5-10 procentenheter och helt eliminerar marginalstapling. Det är ett skäl till att ledande kiselkarbidtillverkare driver en fullskaligt integrerad fabrik, eftersom de erbjuder mer varierade produkter än renodlade leverantörer, t.ex. mindre kiselskivor och integrerade kretsar av högre kvalitet - detta gör att de kan konkurrera mer effektivt på den globala marknaden.
Swedish 
English