Аналитики компании Allied Market Research прогнозируют, что мировой рынок полупроводниковых изделий на базе технологии карбида кремния SiC вырастет от текущего объема $302 млн в 2017 году до $1109 млн в 2025 году, что соответствует среднегодовому росту в 18.1% в период с 2018 по 2015 годы. 

 Кристалл карбида кремния SiC для изготовления пластин диаметром 100 мм. Источник фото: soel.ru

SiC, карбид кремния, это материал, который научились создавать еще в 1893 году, и пробовали применять в электронике еще в самом начале XX века, например в детекторных приемниках. Но лишь сравнительно недавно начала расти востребованность этого материала в микроэлектронике.

Разработчиков привлекает то, что карборунд хорошо отводит тепло (в три раза лучше, чем кремний, в 10 раз лучше арсенида галлия), уступая по этому показателю разве что арсениду бора. Это обеспечивает возможность получения полупроводниковых приборов, способных работать в условиях высоких температур. Кроме того, материал устойчив к воздействию радиации, что важно для применений в аэрокосмической и военной сфере, в атомной энергетике и медицине.

Сегодня карбид кремния используется в сверхбыстрых высоковольтных диодах Шоттки, n-МОП транзисторах и высокотемпературных тиристорах. Популярно использование SiC в качестве подложки для выращивания светодиодов из нитрида галлия, а также в качестве теплораспределителя в мощных светодиодах.

Устройства на базе SiC отличаются большей энергоэффективностью, они способны работать с более высокими напряжениями и температурой, чем традиционные полупроводники.

Росту рынка изделий на базе SiC будет способствовать рост спроса на силовую электронику в телекоме (5G), медицине, военных и аэрокосмических применениях, на транспорте и в других применениях, включая фотовольтаику. Такие страны, как Бразилия, Китай и Индия обеспечат устойчивый рост спроса на силовую электронику.

С другой стороны, есть и причины, сдерживающие рост рынка, в частности, высокая стоимость пластин SiC, это же относится к высокочистому порошку SiC и газу силану SiH4.

Высокочистый порошек SiC в мире выпускает не так уж много компаний, крупнейшими его поставщиками на сегодня являются Bridgestone, США, Washington Mills, США, LGInnotek, Корея и Pallidus, США. Есть также производители в Германии и Японии.

Интересно, что Россия поставляет в США карбид кремния, но, конечно, не полупроводниковый, а лишь абразивный. При этом еще в 1978 году о разработке собственного “метода ЛЭТИ” выращивания кристаллов карбида кремния заявляли в Ленинградском электротехническом институте (ныне СПбГЭТУ).

В 2014 году ОАО “Светлана” анонсировала разработку промышленной технологии производства монокристаллов и подложек карбида кремния 6H диаметром 7.62 см. Но и сегодня пластины карбида кремния по-прежнему закупаются за рубежом.

Невелико и число поставщиков очищенного насыщенного кремневодорода или силана (SiH4) - в основном это крупные мультинациональные химические корпорации.

Небольшая конкуренция поставщиков приводит к тому, что производители пластин и субстратов SiC, такие как Cree (Wolfspeed) и Dow Corning, устанавливают сравнительно высокие цены на свои изделия, что сдерживает развитие сегмента изделий на базе SiC.

Тем не менее рынок таких изделий растет и аналитики уверены, что этот рост в ближайшие годы будет ощутимым. Стоит обратить внимание на то, что основной спрос сохранится не на дискретные элементы, а на комплексные продукты силовой электроники.

Глобальный рынок силовых полупроводников на базе SiC. Источник: alliedmarketsearch.com

Ключевые участники рынка изделий на базе SiC:

• Infineon Technologies AG,
• Microsemi Corporation,
• General Electric,
• Power Integrations,
• Toshiba Corporation,
• Fairchild Semiconductor,
• STMicroelectronics,
• NXP Semiconductors,
• Tokyo Electron Limited,
• Renesas Electronics Corporation,
• ROHM,
• Cree, Inc.

Хорошо известная в России X-FAB Silicon Foundries на днях анонсировала планы удвоения своих производственных мощностей по выпуску изделий на базе SiC на пластинах 150 мм. Производство размещено на заводе компании в Lubbock, Техасе, США. Компания планирует до конца 2018 года установить на этом производстве вторую установку для ионного легирования, что и позволит вдвое нарастить производственные мощности по части выпуска изделий на базе SiC.

В России темой силовых полупроводниковых приборов на базе SiC активно занимаются, например, в компании “Протон-Электротекс”, 26 сентября в Екатеринбурге состоится технический семинар "Новые разработки силовых полупроводниковых приборов на Si и SiC". ++

+

Подписывайтесь на Telegram-канал, посвященный микроэлектронике

теги: микроэлектроника SiC карбид кремния прогнозы 

+ +