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三星加速布局碳化硅业务,韩国第三代半导体产业发展提速
2023-04-11 来源:全球半导体观察
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关键词:三星电子半导体碳化硅

据韩媒报道,三星电子正在加速进军下一代功率半导体市场,在组建与SiC和GaN器件开发相关的功率半导体TF后,目前正积极投资研发和原型生产所需的设施。


报道称,三星电子正试图引进更先进的8英寸碳化硅工艺设备。据了解,迄今为止完成的投资约在1000亿至2000亿韩元(6-12亿人民币)之间。投资规模足以实现原型的量产,而不仅仅是简单的工艺开发。

SiC和GaN被认为是下一代功率半导体材料。与传统的硅相比,它具有出色的耐高温和高电压耐久性和功率效率。尤其是SiC的耐久性好,以电动汽车为代表的汽车市场对它的需求不断增加。由于开关速度快,GaN被评价为更适合高频环境下的无线通信。

报道显示,除了三星电子DS部门内的主要部门外,LED业务团队和三星高级技术研究所也参与了前述TF。TF的具体目标是开发8英寸SiC、GaN工艺。

一位知情人士表示,“我了解到三星电子决定推动一项计划,将用于SiC和GaN开发的LED工艺中使用的部分8英寸设备混合使用,以提高开发效率。”

报道还透露,三星电子内部对下一代功率半导体业务抱有相当大的热情。一位业内人士暗示说:“随着 Gyeong Kyung-hyeon总裁负责DS部门,功率半导体业务正在蓄势待发。”


事实上,韩国早在2000年就开始布局第三代半导体产业,并在近年来不断加大力度,频频发力,政策发布,企业扩产收购不断。

2000年韩国制订了GaN开发计划,政府在2004~2008年投入4.72亿美元,企业投入7.36亿美元以支持韩国进行光电子产业发展,使韩国成为亚洲最大的光电子器件生产国。

2009年韩国发布《绿色成长国家战略》,全力发展环保节能产业,并致力于使得该产业成为韩国经济增长的主要动力之一。

2010—2012年间投入约4500万美金以推动MOCVD机台实现国产化、引进制程自动化系统并开发高速封装、监测设备。

2016年,韩国围绕Si基GaN和SiC器件启动功率电子国家项目,同时重点围绕高纯SiC粉末制备、高纯SiC多晶陶瓷、高质量SiC单晶生长、高质量SiC外延材料生长4个方向,开展了国家研发项目。

2017年,韩国产业通商资源部(MOTIE)举办研讨会,为了强化系统半导体的竞争力,产、官、学三界联手投资4645亿韩元(4.15亿美元),开发低能源、超轻量和超高速的半导体芯片。

这当中1326亿韩元用于开发先进超轻量传感器、837亿韩元投入低耗能的SiC功率半导体,47亿韩元投资超高速存储器和系统整合设计技术。

2021年,韩国政府对第三代半导体的发展越来越重视,并于同年发布了一份先进功率半导体研发和产能提升计划,计划到2025年将市场竞争力提升到全球水平,以便到那一年韩国至少有5种先进的功率半导体产品上市。

同时,韩国宣布启动“X-band GaN半导体集成电路”国产化课题。韩国无线通信设备半导体企业RFHIC(艾尔福)被选定为课题牵头企业,SK Siltron将参与SiC基板/GaN树脂的制作,LIG nex1负责系统的验证,韩国电子通信研究院(ETRI)的半导体工厂将被用来进行GaN MMIC的制作。

2022年,韩国推出其由国内半导体企业、大学、研究所等组成的“新一代晶体工程部”。以开发新一代功率半导体,应对碳化硅 (SiC)、氮化镓 (GaN) 和氧化镓 (Ga203) 等快速增长的全球功率半导体市场。

其中,LX Semicon、SK siltron、Hana Materials、STI等30家功率半导体公司将参与材料、零件、设备的功率半导体开发。

目前,在全球第三代半导体的争夺战中,韩国正在向欧美日巨头发起冲击。



需求确定且巨大,SiC未来数年CARG近50%

GaN和SiC是第三代半导体两大主要材料,GaN的市场应用偏向微波器件领域、高频小电力领域(小于1000V)和激光器领域。由于GaN器件能够提供更高的功率和带宽,并且GaN芯片每年在功率密度和封装方面都会取得飞跃,能比较好的适用于大规模MIMO(多入多出)技术,GaN HEMT(高电子迁移率场效晶体管)已经成为5G宏****功率放大器的重要技术。

相比GaN,SiC材料热导率是其三倍,并且能达到比GaN更高的崩溃电压,因此在高温和高压领域应用更具优势,适用于600V甚至1200V以上的高温大电力领域,如新能源汽车、汽车快充充电桩、光伏和电网。

国金证券认为,SiC和GaN当前处于不同发展阶段。对于SiC行业而言,目前整体市场规模较小,2020年全球市场规模约6亿美元,但是下游需求确定且巨大。根据IHS Markit数据,受新能源汽车庞大需求的驱动以及电力设备等领域的带动,预计到2027年碳化硅功率器件的市场规模将超过100亿美元,2020-2027年复合增速近50%。目前制约行业发展的主要成本高昂和性能可靠性。国金证券认为SiC行业一旦到达综合器件成本趋近于硅基功率器件的“奇点时刻”,行业将迎来爆发性增长。



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