Die dritte Generation von Halbleitern kann die Energieeffizienz der Energieumwandlung verbessern
Um mit dem Klimawandel fertig zu werden, schlägt China vor, den Gipfel der Kohlendioxidemissionen bis 2030 anzustreben und sich um die "Kohlenstoffneutralität" bis 2060 zu bemühen.Die Halbleiterindustrie der dritten Generation, die die Energieeffizienz der Energieumwandlung verbessern kann, beschleunigt ihre Entwicklung und wird voraussichtlich zur Stütze der grünen Wirtschaft werden.Derzeit hat die dritte Generation Halbleiter ihre Reichweite auf Rechenzentrum, neue Energiefahrzeuge und andere Schlüsselbereiche erweitert. Die gesamte Industrie wird immer besser und die Zukunft ist vielversprechend.
Halbleiter der dritten Generation verbessern die Energieeffizienz der Energieumwandlung
Die dritte Generation von Halbleitern, die von Gan und SiC vertreten wird, hat die Vorteile von hoher Temperaturbeständigkeit, hoher Spannungsbeständigkeit, hoher Frequenz und hoher Leistung. Verglichen mit Siliziumgeräten kann sie den Energieverlust um mehr als 50% und das Gerätevolumen um mehr als 75%. Es ist eine wichtige Entwicklungsrichtung, um der Gesellschaft zu helfen, Energie zu sparen und Emissionen zu reduzieren und das Ziel der "Kohlenstoffneutralisation" zu erreichen.Unter dem Trend "CO2-neutral" beschleunigt die Halbleiterindustrie der dritten Generation, die die Energieeffizienz verbessern kann, ihre Entwicklung und wird voraussichtlich die tragende Säule der grünen Wirtschaft werden.
Größe des Gan-Power-Moduls
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Quelle deckungsgleich 65306; TrendForce comfortable 652922Mar 2021
Da die Halbleiterindustrie der dritten Generation boomt, sind viele Unternehmen für dieses Feld und starten Sie Kapital Layout.Kürzlich kündigte anser Halbleiter, eine 100%ige Tochtergesellschaft der Wentai-Technologie und ein führendes Halbleiterunternehmen in der Welt, an, die Zusammenarbeit mit United Automotive Electronics Co., Ltd. (UAE), einem führenden Unternehmen in der heimischen Automobilindustrie, zu erreichen.Die beiden Seiten werden im Bereich der Power-Halbleiter-Galliumnitrid (GAN) eine eingehende Zusammenarbeit durchführen, um der steigenden Nachfrage nach neuen Energiefahrzeugversorgungssystemen für die Technologie in Zukunft gerecht zu werden und gemeinsam die Forschung und Entwicklung sowie die Anwendung der Gan-Technologie auf dem heimischen Automobilmarkt zu fördern.
Relevante Mitarbeiter von Anser-Halbleitern sind optimistisch in Bezug auf die Anwendungsperspektive des dritten Generationshalbleiters im Bereich neuer Energiefahrzeuge: "Das Stromversorgungssystem neuer Energiefahrzeuge wird in Zukunft den Marktbedarf von Halbleiterbauelementen dominieren und die Leistungsdichte und Effizienz von Silizium-basierten Gan FET wird eine Schlüsselrolle bei der Anwendung der Automobilelektrifizierung spielen."
Auch in jüngster Zeit hat Robert Bosch Venture Capital Company (rbvc), eine Tochtergesellschaft der Bosch-Gruppe, ihre Investition in Basishalbleiter abgeschlossen.Informationen zeigen, dass Basishalbleiter einer der führenden Hersteller von Siliziumkarbid-Leistungsgeräten in China ist.Vor wenigen Tagen baute die Bosch-Gruppe in Dresden eine Automobil-Halbleiter-Chip-Fabrik zur Herstellung von Automobil-Sensorchips. Die Investition in Basishalbleiter zeigt auch, dass sie den Fuß in das dritte Halbleiterfeld setzen will.
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Neben der Kapitalbeteiligung kommen auch inländische Unternehmen in Forschung und Entwicklung und Produktion von Halbleitern der dritten Generation häufig voran: San'an optoelectronics erste Halbleiterbaufabrik der dritten Generation in Hunan ist erfolgreich abgeschlossen und wird voraussichtlich im Juni dieses Jahres in die Testproduktion gesteckt werden; Luxiao-Technologie hat kürzlich die Testproduktion von 6-Zoll-Siliziumkarbid-Substrat realisiert, und die unabhängige Forschung und Entwicklung des Silizium-Wachstumsofens wurde realisiert, was Kunden nachgeschaltet anziehen wird.Die wichtigsten Produkte von Hightech-Siliziumnitrid wurden in die Produktion eingesetzt.
Es ist erwähnenswert, dass Sanan optoelectronics bereits den 6-Zoll-SiC-Wafer-Gießerei-Prozess gestartet hat. Anfang von 2020 hat die Nitringkapazität des Unternehmens 2000 Stücke /Monat erreicht, und die Massenproduktion Plattform von Siliziumkarbid MOSFET Geräte ist bis Ende 2020 abgeschlossen.
In Bezug auf die Politik veröffentlichte Shanghai Lingang New Area kürzlich einen speziellen Plan für die integrierte Schaltungsindustrie (2021-2025).Im Plan wird vorgeschlagen, den Bau von 6-Zoll-, 8-Zoll-GaAs-, Gan- und SiC-Prozesslinien zu fördern und die Überprüfung und Anwendung von zusammengesetzten Halbleiterprodukten für 5g, neue Energiefahrzeuge und andere Anwendungsszenarien zu beschleunigen.
Anwendungsszenarien berühren Schlüsselbereiche von "Carbon neutral"
In den letzten Jahren hat sich die Halbleiterindustrie der dritten Generation zu einem neuen Absatzmarkt entwickelt.Angetrieben von der Erholung der Marktnachfrage in den Automobil-, Industrie-, Mobilfunk- und anderen Industrien in der späteren Phase der Epidemie, zusammen mit der Befürwortung von "CO2-neutralem" Konzept und entsprechender politischer Unterstützung, wird die Wachstumsimpulse des Halbleiters der dritten Generation in 2021 weiter steigen.Nach der neuesten Prognose von Trendfaktoren wird das Wachstum von Gan-Leistungsgeräten in 2021 am offensichtlichsten sein. Es wird geschätzt, dass die Marktgröße in diesem Jahr die US $61 Millionen erreichen wird, mit einer jährlichen Wachstumsrate von 90.6%.
Mit der zunehmenden Marktskala erweitern sich die Anwendungsszenarien der dritten Generation von Halbleitern ständig. Momentan hat sie sich von kleinen Chargenanwendungen wie der Halbleiterbeleuchtung zu einem breiteren Markt mit Rechenzentren, neuen Energiefahrzeugen usw. bewegt.
Kunshan, Generalsekretär der strategischen Allianz der Halbleiterindustrie der dritten Generation, bekräftigte die Unterstützung der Entwicklung der Halbleiterindustrie durch die Schwellenmärkte.Er sagte, dass mit der Markteinführung von 5g, neue Energiefahrzeuge, Energie-Internet, Unterhaltungselektronik, neue Generation Display, UV und andere Anwendungsmärkte als Chance, die Unternehmen und Regionen, die das Layout der dritten Generation von Halbleitern und realisierte Industrialisierung abgeschlossen haben, die ersten Früchte ernten werden.
Die im Bereich Data Center eingesetzten Halbleiter der dritten Generation können den Stromverbrauch erheblich reduzieren.Die öffentlichen Informationen zeigen, dass der Stromverbrauch eines großen Rechenzentrums-Computerraums in einem Jahr dem einer mittelgroßen Stadt entspricht.Bei einem so großen Stromverbrauch, wenn der Halbleiterchip der dritten Generation zur Steuerung der Stromversorgung verwendet wird, kann er im Vergleich zum Siliziumchip viel Energie sparen.Liu Xiang, stellvertretender Direktor des Kaiyuan Securities Research Institute und Chefforscher der Elektronik, sagte China electronic Nachrichten, dass mit der Beschleunigung des "CO2-neutralen" Prozesses fossile Energien allmählich durch andere elektrische Energiequellen ersetzt werden.Egal ob es sich um eine Leistungsübertragung oder Steuerung handelt, es benötigt die dritte Generation von Halbleitern, um dies zu erreichen."Halbleiter der dritten Generation sind effizienter und können in einem größeren Spannungsbereich arbeiten, so dass der Verbrauch sicherlich sehr groß ist."Das sagte er.
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Unter Berücksichtigung des typischen Anwendungsszenarios der dritten Generation von Halbleiter-neuen Energiefahrzeugen, wie die von Ford Motor offenbarten Informationen im Vergleich zu den neuen Energiefahrzeugen, die von traditionellen Siliziumchips (wie IGBT) angetrieben werden, können die neuen Energiefahrzeuge, die von Chips aus Halbleitermaterial der dritten Generation angetrieben werden, den Energieverlust um etwa fünf Mal verringern.
Als Vertreter der dritten Generation von Halbleitern ist die Anwendung von Siliziumkarbid-Technologie eng mit der Verbesserung des Fahrzeugfahrbereichs verbunden. Die Leistung der Halbleitermaterialien der dritten Generation bei der Verbesserung der Energieeffizienz, Miniaturisierung des Energieversorgungssystems und der Verbesserung der Spannungsbeständigkeit hat ein höheres Niveau als die von Siliziumgeräten erreicht.Chen Hong, Senior Hardware-Experte von IPU in Xiaopeng Automobil Powertrain Center, sagte, dass im Vergleich zu Silizium-basierten Leistungs-Halbleiter, die dritte Generation Halbleiter Siliziumkarbid MOSFET hat die Eigenschaften von hoher Temperaturbeständigkeit, niedriger Stromverbrauch und hoher Spannungsbeständigkeit.Nach der Einführung der Siliciumcarbid-Technologie kann die Effizienz des Motorumrichters um etwa 4% verbessert werden, und der Fahrzeugumfang wird um etwa 7%.
Gegenwärtig reichen die Tentakel der dritten Generation auf 5g, neue Energiefahrzeuge und andere wichtige Märkte. Liu Xiang glaubt, dass der Anbau von SiC-Rohstoffen, langen Kristallen, zu einem Durchbruch auf dem heimischen Halbleitermarkt der dritten Generation führen wird.
Es ist schwierig, langen Kristall zu produzieren. Die Quelle von langen Kristall, Kristall Samen, ist schwierig zu erhalten und erfordert hohe Reinheit.Darüber hinaus sind die Anforderungen an Temperatur und Prozess sehr hoch, und die Produktionszeit ist auch relativ lang.Es dauert zwei Wochen, bis Siliziumkarbid eine einzige Kristallstange anbaut, aber das Ergebnis kann nur 3 cm sein, was für die Massenproduktion sehr schwierig ist.Auf dieser Grundlage glaubt Liu Xiang, dass China der Kultivierung langer Kristalle mehr Aufmerksamkeit schenken muss.
Neben dem Anbau von Langkristall ist auch die Frage, wie man das Monopol ausländischer Unternehmen auf dem Markt für Siliziumkarbide durchbricht, eines der Probleme, die gelöst werden müssen.Zhou Zhenhong, Chief Strategic Officer of Anxin Fund, sagte, dass zum gegenwärtigen Zeitpunkt der sich schnell entwickelnde Siliziumkarbid-Materialmarkt von internationalen Riesen monopolisiert wird, und das heimische Siliciumcarbid-Substrat nur für 2.2% des globalen Marktes verantwortlich ist.Wang Wenyin, Mitglied des Nationalkomitees der Politischen Beratenden Konferenz des chinesischen Volkes, wies auch darauf hin, dass derzeit die meisten High-End-Produkte in der inländischen Halbleiterindustrie der dritten Generation importiert werden, und die fortgeschrittenen globalen Giganten ihren eigenen Freundeskreis und Graben aufgebaut haben.
Im Hinblick darauf, wie das Monopol ausländischer Unternehmen auf dem Siliciumcarbid-Markt zu brechen, Zhang Yuming, Professor der Xi'an University of Electronic Science und Technologie, sagte, dass China immer noch die Größe und Qualität von Siliciumcarbid-Wafern zu verbessern, die Gate-Interface-Kontroll-Technologie des Herstellungsprozesses zu stärken und die Rendite weiter zu verbessern.