1)碳化硅衬底公司产能情况、 竞争力分析2)导电型衬底供需分析、 价格趋势3)衬底制备难点、 技术趋势目前碳化硅导电型衬底产能仍集中于全球头部厂家,新玩家的产能并未完全释放:Creell-VIRohm三家合计占80% t 按2021年产能来看, CreeSOw , II-VI18w,Rohm16-17w;
SK和天科产能差异不大,各10w左右;其余包括天岳先进 (半绝缘转导电型)等。
目前全球格局并未有重大变化,国内新玩家露笑、 东尼仍处于研发向小批量发展阶段,东尼产能正在提升并与东荒夭域签订了战略合作协议。
竞争力角度,国内外产品在一致性、 稳定性上仍有差距,6时导电还有3- 5年代差。
供需角度,目前全球6时导电产能有100w I 但受制于良率实际产出量比较少,因此供不应求仍持续。
价格趋势方面,总体价格在下降,但下降幅度有所放缓,2019年1万元, 2021年降低到5800-6000多元,目前在5500-6000左右,浮动比较小,未来总体趋势肯定是下降的,27年预计能将到4000元左右。
长远来看, 6时导电还是市场主流同时8时也陆续出来。
目前能大规模生产8时的只有Cree, 国内公布的研发成功更多属于技术储备。
长晶环节仍是目前技术难点,主流PVT法存在一定制约性 :长晶处于一个黑匣子过程,全球主流生长速度也比较慢约0.2mm/ h , 同时存在不容易连续生长、硅原子易析出等难点,国内目 前一 个生长周期7-8天长2cm , 总结起来就是“长不快、长不厚、长不大” ,制约产能释放。
液相法国 内外企业和科研院所都在研发和尝试,如中科院物理所、北京晶格领域、常州栗晶、日本住友、东京大学、三菱电机、韩国陶瓷工程技术研究所、韩国延世大学等,这种技术理论上能提高生长速(度是pvt法的5倍)、降低位错缺陷,但仍处研发阶段,离产业化至少还有3-5年 ,关键技术和产业化还需攻关,如助溶剂的使用、高温力学性质的深入研究、溶点表面张力、饱和蒸气压等,实验室阶段能做出小尺寸的晶体,大尺寸生长还未攻关。
Q&AQ:衬底制备设备衬底制备包括以下细分环节和流程:.长晶:原料合成炉、长晶炉.加工:滚磨、磨面(磨成圆柱体).切片:主流金刚石多线切割,新技术有激光切割.双面研磨(粗磨).倒角.精磨.双面粗抛CMP 精抛.清洗检测:清洗设备、外观尺寸精度检测设备、缺陷检测设备2前端长晶炉国内基本实现国产 ,价值Rm bSOw- l OOw一台晶体加工环节:1 00%国产化 , 30 w一台多线切割设备 :国 外 为主如日本高鸟 , 300-350w ;
国产18 0-190w不到200w一台双面研磨机 :日 本 创技为主 , 1 00w左右 ;国内 包括苏 州赫瑞特、博宏源、浙江森永光光电等 ,国 产价格便宜 30-40%倒角设备 :精度要 求高 ,日 本东 京 精密 为主 , 300w左右 ;国内 很难做到 相同 精度精磨 :日 本创技为主 ,1 20-l SOw左右 ;国 内 厂 家有北京特 思迫 , 7 0w一 台左右粗抛 :德国 设备 为主 , 500w一台 ;国内 有仿 制的 但 仍在试用阶段,如 上面提到的赫瑞特、博宏源、森永等厂商,价格是国外的五分之一到三分之—CMP 精抛 :日 本 创技为主 ,进口120-l SOw ;
国内70w 左右 ,厂商也 是上面提到的几家清洗设备 :以 国外 设备 为主 ,如日 本 SEC、日本JAC , 500w一台 ;国内 厂商 包括上 海新阳 硅密 、天津南轩科技、苏州华林科纳 , 300w—台精度检测设备 :国 外 为主如美国康宁 , 300w左右 ;北京 三禾泰达在仿制,单 价不到 200 w缺陷检测设备 :国 外 为主如 KLA、日本H it achi , 单价 1 000w I 国 内 没有能做的Q:MOCVD设 备?
就是外延炉。
Q:产业价值量分布目前衬底45-47% t 外 延 23% t 除非出现 衬 底颠 覆 性技术 ,否则比 例 很难被打破。
3Q:IDM 模式 是否 更占 优相对更有优势,衬底材料的应用和缺陷更容易得到反愤、及时调整;国内单独做某个环节的,信息反愤速度慢,可能出现某个缺陷验证了很久才得到反质的清况,导致这个过程做了很多废品同时全产业链布局,更容易实现技术保密、全产业链价值通吃。
劣势在于,必须实现一定规模化才能有优势,对于—个初创业者很难,对投入的资金、研发能力要求非常高,毕竟衬底和器件分属两个不同领域,前者属于材料领域,后者属千晶圆设计制造领域。
Q:衬底领域,硅基设备和碳化硅设备差异,设备对良率的影响长晶环节和硅基差异大,硅基是溶液直拉式,设备自动化程度较高并且长晶过程可控、可观察,碳化硅使用 PVT法就决定了两者的本质区别,因此设备差异大。
切磨抛环节和硅基比较类似,设备也具有很强可借鉴性,使用更高精度设备可以提高良率。
Q:国内外衬底的良率水平&产能规划国外良率比国内高, Cree6 时导电综合良率在70%以上 , II – VI和Ro hm稍低些在60%水平。
国内天科合达做的最好,综合良率50% 多 ;天 岳在35% 左右 ,其他国内厂商可能更低。
Cree现在产能SOw , II -VI和Rohm接近20w , 长期规划往5倍去扩产。
天科现有12-1 3w , 明年扩到25w , 25年55- 60w。
夭岳先进现有2w , 未来24-25年扩到30w 。
其他如同光、露笑、烁科等也有20w的扩产目标。
4Q:产能定义现在公布的产能都没算上良率,一般指的是厂房和设备的最大化产出能力,如果加上良率就要打折扣,因此实际产出和产能规划有较大差距。
虽然公布的数字很大,但国内新进入者追赶头部厂商需要一定时间。
Q:国内二线厂商未来良率提升路径天科算国内起步最早的, 2006 年开始,从2时、4时、6时到8时积累了很长时间,由于早期碳化硅市场认可度不高,经历了一段进步比较缓漫的时间。
国内二线厂商目前良率比较低,但未来良率提升速度可能会比较快,因为终端市场起来了,推动了行业发展,但行业壁垒比较高、技术先发优势还在,所经历的过程包括技术积累还是需要时间。
因此良率爬坡速度可以借鉴已量产的头部厂商,但同时再考虑下每家的研发能力、 管理能力综合判断。
Q:哪些衬底厂商可以关注重点关注:天科、天岳、同光、烁科;东尼最近和下游建立了丰富的联系,成长可能更快,也值得关注。
Q:天岳半绝缘转导电难度如何;国内外定价差异半绝缘和导电型属千两个不同应用领域,材料电阻率的不同代表了不同制备方法和体系,从籽晶制备、炉子设计、热场设计、热场材料选取、原材料合成和纯度工艺等都有变化。
但经验和理论存在—定借鉴,毕竟长晶工艺环节差异大(可以细分到几十道甚至上百道工序),不是那么容易转化。
天岳 201 9年开始做导电,现在才完成小批量的规模化生产,中间也 经历了很 长时间。
目 前国内 6时导电单价平均Rm bSS00-6000 , 国外 贵10% , 也看客户的5量。
Q:SiC衬底下降到什么阶段和硅基比有竞争力总的趋势是下降的,最近速度有放缓,预计27年降低到4000元 ;
长期得降到硅基的2倍左右。
Q:外延和器件的成本降幅清况总体趋势也是下降的 ,因为终端有需求 ,刚才讲的硅的2倍也适用千器件。
Q:三安的衬底清况和外延器件相比,三安的衬底进步比较缓慢,还没办法自给自足,需要从Cree 、II -VI、天科合达买衬底 ,良 率可能低千天岳先进的30% 多的水平。
Q:先发者的竞争优势目前做的比较好的厂家都是有技术背景的,如天科合达来自中科院物理 所,天岳先进的技术依托是山东大学晶体研究所,同光是中科院半导体 研究所的技术,烁 科是中电2所 ,可以说是国内在碳化硅领域比较精尖的专家转化的, Cree 早期是美国军工方面的专家团队开始研究碳化硅材料。
从技术角度,籽晶还是比较关键尤其对8时而言 ,每家都保密不外售。
东尼找的台湾中央物理所团队,想要复制国内产学研发展路径,籽晶都是自己制备然后筛选。
Q:汽车碳化硅价值量主驱600多美元,OBC +DC- DC加起来100美元。
6Q:长晶高度和切片数国内厚度在2cm , 每片一般切0.5mm , 只能切出来20多片 ,Cree 能长到5-6cm是2- 3倍。
Q:明年全球碳化硅产能明年衬底产能在现有基础上翻倍到 200w , 考虑50-60%良率 ,可能产出100w左右 , 大部分比例用在车上。
因为车规验证周期长和主驱难度高,明年的产能不能完全满足汽车应用需求。
Q:在PVT法下 ,二线厂商还有机会吗目前市场厮杀残酷,新进入者技术积累时间短、不确定较大。
Q:东尼在客户端的优势7东莫夭域和国内很多衬底厂商都有合作,如天科、天岳、同光等,天科也在做外延形成竞争,因此天域也在有意培养多家供应商。