碳化硅二極管的供應鏈可以分為上游、中游和下游三個(gè)主要環(huán)節。每個(gè)環(huán)節涉及不同的企業(yè)和技術(shù),涵蓋了從原材料的提取到最終產(chǎn)品的應用。下面是各環(huán)節的詳細介紹:
1. 上游供應鏈
上游主要涉及原材料的獲取和初步加工,包括碳化硅晶片的生產(chǎn)。
? 原材料供應:碳化硅的主要原料是硅(Si)和碳(C)。這些原料需要高純度的硅粉和碳粉,通過(guò)高溫化學(xué)反應形成碳化硅(SiC)材料。
? 主要的原材料供應商包括礦產(chǎn)公司和化工公司,提供純度較高的硅粉和碳源。
? 碳化硅晶片制造:碳化硅晶片的制造是上游供應鏈中的核心步驟,主要通過(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)和升華法等技術(shù)將碳化硅材料制成晶片。
? 主要的碳化硅晶片供應商包括:Cree(Wolfspeed)、Rohm、STMicroelectronics等,這些公司負責晶片的生長(cháng)、切割和拋光。
? 晶片的規格和類(lèi)型:在上游階段,不同厚度、尺寸和導電類(lèi)型的晶片(例如n型或p型)根據不同應用需求生產(chǎn)。這些晶片是后續器件制造的基礎。
2. 中游供應鏈
中游環(huán)節主要涉及將碳化硅晶片加工成器件,比如碳化硅二極管、碳化硅MOSFET等。
? 外延生長(cháng):在晶片表面進(jìn)行外延生長(cháng),以形成適合器件的結構。這一過(guò)程需要精準控制材料的厚度和摻雜濃度。
? 中游外延工藝供應商包括II-VI、Dow Corning、Cree(Wolfspeed)等。
? 器件制造:碳化硅晶片通過(guò)光刻、蝕刻、摻雜等工藝,形成二極管的pn結或肖特基接觸結構。這一過(guò)程中使用了多種半導體制造設備,主要設備供應商包括Applied Materials和Tokyo Electron等。
? 典型的碳化硅二極管制造商包括:ON Semiconductor、Infineon、Wolfspeed、Rohm等。這些公司設計并生產(chǎn)各種高效的碳化硅功率二極管,滿(mǎn)足電源管理、電動(dòng)汽車(chē)、太陽(yáng)能逆變器等應用的需求。
3. 下游供應鏈
下游供應鏈主要涉及碳化硅二極管的封裝、測試以及集成應用。
? 封裝與測試:生產(chǎn)出的碳化硅二極管在封裝過(guò)程中必須保持其高效的散熱和耐高溫性能。封裝技術(shù)包括倒裝芯片封裝、SMD(表面貼裝技術(shù))等。封裝好的二極管隨后會(huì )進(jìn)行嚴格的測試,確保其電氣性能符合要求。
? 封裝廠(chǎng)商包括Amkor、ASE Group等,同時(shí)一些大型半導體公司也有自己的封裝測試能力。
? 下游應用:碳化硅二極管廣泛應用于新能源汽車(chē)的電力電子系統、太陽(yáng)能和風(fēng)能逆變器、工業(yè)電源等高效能應用。
? 汽車(chē)制造商如特斯拉、比亞迪、通用汽車(chē)等,廣泛使用碳化硅二極管及其他SiC器件來(lái)提升電動(dòng)汽車(chē)的電力傳輸效率。
? 能源行業(yè)的公司如華為、ABB、施耐德等,則在新能源領(lǐng)域的電源系統和逆變器中使用碳化硅二極管以提高轉換效率。
4. 關(guān)鍵配套設備和材料
? 設備供應商:制造碳化硅二極管所需的設備供應商是供應鏈中的重要一環(huán)。這包括CVD設備、刻蝕設備和測試設備。
? 如應用材料公司(Applied Materials)、東京電子(Tokyo Electron)、Lam Research等是這些關(guān)鍵設備的供應商。
? 化學(xué)材料供應:用于刻蝕、摻雜和清洗晶片的各種化學(xué)材料也是碳化硅二極管制造的關(guān)鍵。
? 例如,杜邦(DuPont)、BASF等化工企業(yè)提供半導體級別的化學(xué)品。
5. 供應鏈面臨的挑戰
碳化硅二極管的供應鏈在快速發(fā)展中面臨幾個(gè)挑戰:
? 晶片供應限制:碳化硅晶片的生產(chǎn)相對硅晶片更為復雜,全球的SiC晶片供應能力有限,且價(jià)格較高。
? 技術(shù)門(mén)檻:碳化硅二極管的制造涉及復雜的技術(shù)工藝,特別是在高溫、高壓下的穩定性控制。
? 產(chǎn)業(yè)整合與競爭:各個(gè)環(huán)節的龍頭企業(yè)在垂直整合,力求控制供應鏈的更多環(huán)節,從而提升競爭力。
通過(guò)優(yōu)化供應鏈中的各個(gè)環(huán)節,碳化硅二極管行業(yè)將進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率、降低成本,并加速向電動(dòng)汽車(chē)和清潔能源領(lǐng)域的滲透。