비용, 수율, 신뢰성 문제를 극복하기 위해서는 기판, 공정, 테스트, 검사 장비의 혁신이 필수적
와이드 밴드 갭(WBG) 반도체는 주로 탄화규소(SiC)와 질화갈륨(GaN) 기반 소자로 구성된 화합물 반도체의 하위 집합으로, WBG 반도체는 상용화 초기 단계에 있으며 향후 10년간 큰 성장이 예상됩니다.
이 때문에 다양한 집적 디바이스 제조업체(IDM)와 팹리스 제조업체들이 제품 개발에 SiC와 GaN 디바이스를 채택하고 있습니다. 이들 업체들은 차량용, 산업, 통신, 소비자 등 다양한 업종의 고객들과 협력하여 이 높은 성장 기회를 활용하고자 노력하고 있습니다. 하지만 향후 10년간 예상되는 WBG 반도체 시장의 성장은 기업들이 조사와 혁신 노력을 통해 비용, 수율, 신뢰성과 관련된 문제를 극복할 수 있을 때만 가능합니다.
본 조사에서는 WBG 반도체 시장이 직면한 다양한 과제를 파악하고, 시장 성장에 가장 큰 영향을 미치는 상위 3개 과제를 평가합니다. 이러한 과제를 극복하고 WBG 반도체 디바이스의 시장 성장을 가속화할 수 있는 WBG 생태계의 주요 혁신(상용화 단계에 따라 상이한)을 식별합니다. 혁신은 디바이스 자체보다 생태계에 초점을 맞추고 있습니다.
이번 조사는 시장 실적이나 정량적 측면보다는 시장 성장을 가속화할 수 있는 요인을 파악하는 데 중점을 두었습니다. 시장 추정 및 예측에 대한 자세한 내용은 Frost & Sullivan은 화합물 반도체(KAA8), 전력 반도체(K9EC), WBG 반도체(K877)에 대한 보고서를 발행하고 있습니다.
목차
전략적 과제
- 왜 성장이 어려워지는가?
- The Strategic Imperative 8(TM)
- 와이드 밴드 갭(WBG) 반도체 업계에 대한 상위 3개 전략적 과제의 영향
성장 기회 분석
- 분석 범위
- 세분화
- 실리콘 반도체와 WBG 반도체 차별화
- SiC 제조 밸류체인
- GaN 제조 밸류체인
- 성장 지표
- WBG 반도체 : 10년 내내 성장 동력으로 작용하는 전력 시장
- WBG 반도체 산업 개요
- WBG 파워 반도체 상황 : 재료, 용도, 향후 동향(세계, 2024년)
- WBG 반도체 상황의 과제
- WBG 반도체 시장의 비용, 수율, 신뢰성 문제의 중요성
- 웨이퍼 사이즈 확대에 의한 비용 과제 극복
- Qromis : 엔지니어드 서브스트레이트(QST)
- Infineon : 300mm GaN-on-Si 웨이퍼
- KISAB : 기저면전위(BPD) 프리 SiC 기판
- DISCO Corporation : GaN 및 SiC 기판용 KABRA 프로세스
- AIXTRON SE : 파워 및 RF 애플리케이션용 G10-GaN 플랫폼
- SiC Innovation Alliance
- Keysight Technologies : 4881 HV 웨이퍼 테스트 시스템
- Axus Technology : CapstoneA CS200 플랫폼
- 성장 촉진요인
- 성장 촉진요인 분석
- 성장 억제요인
- 성장 억제요인 분석
WBG 시장 성장을 가속하는 주요 기술 동향
- 더 높은 전력 밀도와 낮은 전도 저항을 위한 평면에서 트렌치 SiC 트랜지스터 구조로의 이동
- WBG 반도체 파워 모듈 패키지 동향
성장 기회 영역
- 성장 기회 1 : 파워 GaN의 진보
- 성장 기회 2 : 최종 이용 업계 전체의 전력 효율 규제
- 성장 기회 3 : 차세대 파워 반도체 재료 개발
부록과 다음 단계
- 성장 기회의 이점과 영향
- 다음 단계
- 도표 리스트
- 면책사항
ksm
Innovations in Substrate, Process, Testing, and Inspection Equipment are Critical to Overcome Cost, Yield, and Reliability Challenges
Wide-bandgap (WBG) semiconductors-primarily consisting of silicon carbide (SiC) and gallium nitride (GaN)-based devices-are a sub-set of compound semiconductors. WBG semiconductors are at an early stage of commercialization and exhibit significant growth projections over the next 10 years.
For this reason, various integrated device manufacturers (IDMs) and fabless manufacturers are adopting SiC and GaN devices for product development. They are engaging with customers across verticals such as automotive, industrial, communications, and consumer to capitalize on this high-growth opportunity. That said, the projected growth in the WBG semiconductor market during the next 10 years can only happen if companies overcome the challenges associated with cost, yield, and reliability through research and innovation efforts.
This study identifies the spectrum of challenges the WBG semiconductor market faces and rates the top 3 challenges that impact market growth the most. It identifies the main innovations in the WBG ecosystem (which are in different stages of commercialization) that will overcome these challenges and accelerate market growth for WBG semiconductor devices. The innovations are focused more on the ecosystem than the devices themselves.
The study focuses less on market performance and quantitative aspects and more on identifying the levers that will accelerate market growth. For more information on market estimates and forecasts, Frost & Sullivan has published reports on compound semiconductors (KAA8), power semiconductors (K9EC), and WBG semiconductors (K877).
Table of Contents
Strategic Imperatives
- Why is it Increasingly Difficult to Grow?
- The Strategic Imperative 8™
- The Impact of the Top 3 Strategic Imperatives on the Wide-bandgap (WBG) Semiconductor Industry
Growth Opportunity Analysis
- Scope of Analysis
- Segmentation
- Differentiation Between Silicon and WBG Semiconductors
- SiC Manufacturing Value Chain
- GaN Manufacturing Value Chain
- Growth Metrics
- WBG Semiconductors: The Power Market Functioning as a Growth Engine Throughout the Decade
- WBG Semiconductor Industry Overview
- WBG Power Semiconductor Landscape: Materials, Applications, and Future Trends, Global, 2024
- Challenges in the WBG Semiconductor Landscape
- Significance of Cost, Yield, and Reliability Issues in the WBG Semiconductor Market
- Overcoming Cost Challenges with Increased Wafer Size
- Qromis: Engineered Substrate (QST)
- Infineon: 300 mm GaN-on-Si Wafer
- KISAB: Basal Plane Dislocation (BPD)-free SiC Substrates
- DISCO Corporation: KABRA Process for GaN and SiC Substrates
- AIXTRON SE: G10-GaN Platform for Power and RF Applications
- SiC Innovation Alliance
- Keysight Technologies: 4881HV Wafer Test System
- Axus Technology: CapstoneA CS200 Platform
- Growth Drivers
- Growth Driver Analysis
- Growth Restraints
- Growth Restraint Analysis
Key Technology Trends Accelerating WBG Market Growth
- Move from Planar to Trench SiC Transistor Structures for Higher Power Density and Lower Conduction Resistance
- Packaging Trends in WBG Semiconductor Power Modules
Growth Opportunity Universe
- Growth Opportunity 1: Advancements in the Power GaN Landscape
- Growth Opportunity 2: Power Efficiency Legislations Across End-user Industries
- Growth Opportunity 3: Developments in Next-generation Power Semiconductor Materials
Appendix & Next Steps
- Benefits and Impacts of Growth Opportunities
- Next Steps
- List of Exhibits
- Legal Disclaimer
