탄화규소(SIC) 웨이퍼 시장은 연평균 21.60%의 성장률을 보이며 2022년 3억 3,100만 달러에서 2029년 12억 9,900만 달러에 달할 것으로 예상됩니다.
웨이퍼는 실리콘 카바이드 반도체입니다. 실리콘 카바이드(SiC)는 넓은 밴드 갭으로 인해 고출력 응용 분야에 적합하며, SiC 기판은 고성능 전력 IC의 기초로 자주 사용되며, SiC는 실리콘 및 질화 갈륨(GaN)보다 높은 온도를 견딜 수 있기 때문에 전기 장치의 성능을 향상시킵니다. 오늘날 반도체 사업은 빠르게 성장하고 있으며 웨이퍼 공급이 성공의 열쇠를 쥐고 있습니다. 칩 제조업체들은 SiC 반도체에 대한 수요 증가에 대응하기 위해 필요한 웨이퍼를 생산하기 위해 내부 및 외부 공급업체에 의존하고 있습니다.
시장 촉진요인
고객의 기대에 부응하기 위해 자동차 분야의 새로운 EV는 충전 시간 단축, 주행거리 연장 및 성능 향상을 특징으로 합니다. 고객에게 위와 같은 이점을 제공하기 위해 자동차 사업은 고온에서도 효과적이고 효율적으로 작동할 수 있는 강력한 전자부품이 필요합니다. 높은 열전도율, 낮은 스위칭 손실, 전력 밀도 향상, 대역폭 확대 등 SiC 기반 기술의 장점으로 인해 현재 와이드 밴드 갭 SiC 기술을 채택한 전력 모듈이 만들어지고 있습니다. 소이테크는 2022년 5월 첫 200mm 실리콘 카바이드 스마트 웨이퍼를 발표했습니다. 이번 발표로 소이테크는 SiC 제품 라인을 150mm 이상으로 확장하고 스마트 웨이퍼의 연구개발을 진행하여 자동차 산업의 확대되는 수요에 대응할 수 있게 되었습니다.
소이텍의 독자적인 SmartSiC 기술은 전력 전자 장치의 작동을 크게 개선하여 전기자동차의 에너지 경제성을 향상시킵니다. 이 기술은 매우 얇은 SiC 층을 매우 낮은 저항으로 폴리 웨이퍼에 부착하는 기술입니다. 또한, 독일은 높은 기술력으로 잘 알려져 있으며, 독일의 자동차 부문은 전 세계 전기 이동성 전환에 필수적인 역할을 담당하고 있습니다. 이를 기회로 인식한 미국 칩 제조업체인 Wolfspeed는 독일 자동차 공급업체 ZF와 함께 2023년 2월 독일 자를란트 주에 200mm 실리콘 카바이드(SiC) 웨이퍼 공장 및 R&D 시설을 건설할 계획을 발표했습니다. 이 시설은 자동차, 산업 및 재생에너지 발전을 포함한 전체 전력 전자 분야를 위한 차세대 SiC 제품 및 공정에 집중할 예정입니다.
SiC 전력 반도체는 현재 업계 표준인 기존 실리콘 기반 전력 반도체를 능가하는 내열성 및 내전압을 가지고 있으며, 전력 모듈의 소형화 및 에너지 효율 향상에 기여합니다. 그 결과 SiC 전력 반도체는 많은 산업 분야에서 수요가 높으며 특히 전기자동차, 철도 차량 및 산업 기계에 사용됩니다. 전력 반도체 소자에 사용되는 n형 SiC 기판의 대부분은 직경이 6인치이며, 대형 IDM이 8인치 웨이퍼 개발에 큰 진전을 이루었지만 수율을 높이고 전력 반도체 공장의 6인치 생산 라인을 8인치 생산 라인으로 전환하는 데는 아직 시간이 필요합니다.
따라서 당분간 6인치 SiC 기판의 보급이 지속될 가능성이 높습니다. 예를 들어, 2022년 3월 SDK는 직경 6인치(150mm) 실리콘 카바이드 단결정 웨이퍼(웨이퍼)의 양산을 시작했습니다. 당사의 SiC 에피택셜 웨이퍼를 선택한 고객이 6인치 웨이퍼를 자체적으로 양산하기로 결정했습니다.
아시아태평양이 가장 빠른 성장률을 보일 것으로 추정됩니다.
아시아태평양은 세계 반도체 사업의 우위와 설비 투자에 힘입어 세계 웨이퍼 시장에서 중요한 지역으로 부상하고 있으며, EV 산업의 수요로 인해 일본 기업들은 SiC 전력 반도체 제조를 강화하기 위해 많은 투자를 하고 있습니다. 예를 들어, 후지전기는 SiC 전력 반도체 생산을 강화하기 위해 2022년 1월 후지전기 츠가루 반도체 주식회사에 설비 투자를 결정했다고 발표했습니다.
또한, 일본은 웨이퍼 생산 기술 혁신의 중심지로서 생산량을 늘리기 위한 신제품을 지속적으로 개발하고 있습니다. 예를 들어, 산업용 제어 사업을 전개하는 나노트로닉스(Nanotronics)는 2022년 12월 최신 광발광 시스템 'nSpecTM PRISM'을 출시할 예정이라고 발표했습니다. 나노트로닉스의 제품 라인에 추가된 이 장비는 KOH 에칭과 같은 유해한 검사 기술이 필요 없는 SiC 프론트엔드 웨이퍼 제조를 위한 종합적인 솔루션을 제공하며, 연마되지 않은 SiC 기판에서 에피택시, 소자 제조에 이르기까지 SiC 프론트엔드 웨이퍼 제조를 위한 종합적인 솔루션을 제공합니다. 이 시스템은 마이크로파이프 및 전위와 같은 SiC 킬러 결함의 대량 검사를 위해 투과 현미경과 PL 현미경을 결합하는 데 특화되어 있습니다.
The SiC wafer market is projected to grow at a CAGR of 21.60% to reach US$1.299 billion in 2029 from US$0.331 billion in 2022.
SiC wafers are silicon carbide semiconductors. The wide bandgap of silicon carbide (SiC) makes it suitable for high-power applications. SiC substrates are frequently the foundation for high-performance power ICs. SiC enhances the performance of electrical devices by withstanding higher temperatures than silicon or gallium nitride (GaN). Today's semiconductor business is rapidly increasing, which implies that wafer supply is critical to success. Chipmakers are increasingly resorting to both in-house and external sources to generate the requisite SiC wafers to meet the increased demand for SiC semiconductors.
Market Drivers
To meet customer expectations, new EVs in the automotive sector feature shorter charge times, longer ranges, and better performance. To provide the benefits listed above to customers, automobile businesses need powerful electronic components capable of effective and efficient functioning at high temperatures. Due to the benefits of SiC-based technology, such as its high thermal conductivity, low switching losses, improved power density, and increased bandwidth capabilities, power modules are now being created employing wide-bandgap SiC technologies. Soitec introduced its first 200 mm silicon carbide SmartSiC wafer in May 2022, and with the release, Soitec was able to expand its line of SiC products beyond 150 mm, advance the research and development of its SmartSiC wafers, and meet the expanding needs of the automobile industry.
The exclusive SmartSiC technology from Soitec allows power electronics equipment to work much better and increases the energy economy of electric vehicles. The technique entails attaching a very thin layer of superior SiC to a polySiC wafer with extremely low resistance. Furthermore, Germany is known for its engineering prowess, and the country's automotive sector is essential to the world's shift to electric mobility. recognizing this as a chance In collaboration with the German automotive supplier ZF, American chipmaker Wolfspeed announced its plans to construct a 200-mm silicon carbide (SiC) wafer fab and R&D facility in Saarland, Germany in February 2023. For the whole power electronics sector, including the automotive, industrial, and renewable energy applications, the facility will concentrate on next-generation SiC products and processes.
SiC power semiconductors outperform traditional silicon-based power semiconductors, the industry standard at the moment, in terms of heat resistance and high withstanding voltage. SiC power semiconductor helps power modules become smaller and more energy efficient. As a result, SiC power semiconductors are in high demand across many industries, particularly for usage in xEVs, railcars, and industrial machinery. Most n-type SiC substrates used for power semiconductor devices have a diameter of 6 inches. Even though the development of 8-inch SiC wafers has seen significant progress from major IDMs, more time is still needed to raise yield rates and convert power semiconductor fabs' 6-inch production lines to 8-inch production lines.
So, for the foreseeable future, 6-inch SiC substrates are likely to stay popular. For instance, in March 2022, SDK began mass production of silicon carbide single crystal wafers (SiC wafers) with a diameter of 6 inches (150 mm). Customers choosing SDK's SiC epitaxial wafers led to the decision to begin internal mass manufacturing of 6-inch SiC wafers.
Asia Pacific region is estimated to have the fastest growth rate.
Due to its dominance of the worldwide semiconductor business and the support of capital investment, the Asia Pacific is a significant region in the global SiC wafer market. Due to the demand from the EV industry, Japanese companies are investing heavily to enhance the manufacturing of SiC power semiconductors. For instance, to boost the production of SiC power semiconductors, in January 2022, Fuji Electric Co., Ltd. announced that it has decided to make a capital investment in Fuji Electric Tsugaru Semiconductor Co., Ltd.
In addition, Japan has been a center for technological innovation in the production of SiC wafers and continues to develop new products to boost output. For instance, the industrial control business Nanotronics announced the release of its most recent photoluminescence system, the nSpecTM PRISM, in December 2022. By removing the need for harmful testing techniques like KOH etching, this addition to the Nanotronics product line provides a comprehensive solution for SiC frontend wafer manufacture from unpolished SiC substrate to epitaxy and device manufacturing. For high-volume inspection of SiC killer defects such as micropipes and dislocations, the system specializes in coupling transmission and PL microscopy.
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