Wolfspeed и Renesas Electronics Corporation подписали соглашение о поставках пластин сроком на 10 лет. Renesas внесла депозит в размере 2 миллиардов долларов, чтобы обеспечить стабильные поставки голых и эпитаксиальных пластин из карбида кремния от Wolfspeed. Чтобы удовлетворить растущий спрос на силовые полупроводники SiC, вызванный применением в электромобилях и возобновляемых источниках энергии, Renesas теперь может увеличить производство этих компонентов.

Поставки 150-миллиметровых пластин SiC начнутся в 2024 году с потенциальным расширением до 200-миллиметровых пластин, когда производственный центр Джона Палмура для Карбид кремния (JP) в Сайлер-Сити, Северная Каролина, работает на полную мощность. Renesas также расширяет собственные производственные мощности по производству силовых полупроводников, включая производство IGBT на заводе в Кофу и установку линии по производству SiC на заводе в Такасаки. Целью сотрудничества является стимулирование перехода всей отрасли от кремниевых к полупроводниковым силовым устройствам SiC.

“Наша цель — увеличить наши продажи на рынке электромобилей более быстрыми темпами, чем рынок [+20%], за счет разработки таких продуктов, как силовые полупроводники из карбида кремния”, — сказал представитель Renesas. “Обеспечение стабильных и долгосрочных поставок качественного карбида кремния имеет решающее значение для Renesas в плане наращивания массового производства силовых полупроводников из карбида кремния в 2025 году, а также для установления своего лидерства на быстрорастущем рынке”.

Компания Wolfspeed взяла на себя смелую стратегию расширения производственных мощностей на сумму 6,5 миллиарда долларов. Соглашение о поставках пластин SiC сроком на 10 лет и депозит клиентов в размере 2 миллиардов долларов поддерживают проекты Wolfspeed по строительству производственных мощностей в США, включая окончательную постройку завода в долине Мохок, первого в мире завода по производству пластин SiC толщиной 200 мм и JP. Ранее в этом году Wolfspeed также объявила о планах строительства самого современного завода в Сааре, Германия. Этот завод запланирован как часть важного проекта, представляющего общий европейский интерес (IPCEI) в области микроэлектроники и коммуникационных технологий, и зависит от одобрения государственной помощи Европейской комиссией.

“JP станет крупнейшим в мире предприятием по производству материалов из карбида кремния и нацелен на более чем десятикратное увеличение текущего производства карбида кремния Wolfspeed”, — говорится в заявлении Wolfspeed. “Завод будет производить в основном пластины из карбида кремния толщиной 200 мм, которые в 1,7 раза больше, чем пластины толщиной 150 мм, что позволяет получать больше чипов на пластину и, в конечном счете, снизить стоимость устройства. Наша цель — продолжать лидировать в технологическом переходе от кремния к карбиду кремния, который происходит раз в поколение. Это соглашение способствует внедрению карбида кремния на автомобильном, промышленном и энергетическом рынках”.

Вафельное соглашение

Материалы с широкой запрещенной зоной обладают различными преимуществами по сравнению с традиционными полупроводниками на основе кремния, такими как более высокая эффективность и улучшенные эксплуатационные характеристики в приложениях большой мощности. Подписывая соглашение с Wolfspeed, Renesas стремится использовать свой многолетний опыт и экспертные знания в производстве широкополосных полупроводников, особенно материалов из SiC и нитрида галлия. Ожидается, что этот шаг расширит ассортимент силовых полупроводниковых приборов, предоставив вам доступ к значительной доле рынка как SiC-пластин, так и epi-пластин.

Кроме того, по словам Renesas, тот факт, что Wolfspeed может похвастаться крупнейшей полностью автоматизированной фабрикой SiC диаметром 200 мм, означает, что она, вероятно, располагает высокоэффективным и технологически продвинутым производственным комплексом, который может поддержать усилия Renesas по удовлетворению спроса на эти передовые полупроводниковые материалы.

Это партнерство с Wolfspeed потенциально может вывести Renesas на передовые позиции в индустрии силовых полупроводников, предлагая конкурентные преимущества с точки зрения ассортимента продукции и доли рынка.

Промышленность

Спрос на SiC и силовые полупроводники в автомобилестроении и промышленности определяется различными факторами. Ключевые сегменты, влияющие на этот спрос, включают:

• Электромобильные инверторы: Электромобили используют силовые полупроводники для управления потоком электроэнергии между батареей и двигателем. Силовые полупроводники SiC становятся все более популярными в инверторах EV благодаря их более высокой эффективности, увеличивающему дальность действия и ускоряющему время зарядки.
• Бортовые зарядные устройства: Силовые полупроводники являются важнейшими компонентами бортовых зарядных устройств для электромобилей, которые преобразуют переменный ток от зарядных станций в постоянный для зарядки аккумулятора автомобиля. Силовые полупроводники SiC обеспечивают повышенную эффективность в этом процессе.
• Преобразователи постоянного тока: Преобразователи постоянного тока необходимы для преобразования и регулирования уровней напряжения в различных системах, включая электромобили и системы, использующие возобновляемые источники энергии. Силовые полупроводники SiC повышают эффективность этих преобразователей, снижая потери мощности и улучшая общую производительность системы.
• Солнечные и ветроэнергетические системы: В приложениях, использующих возобновляемые источники энергии, таких как солнечные и ветроэнергетические системы, силовые полупроводники используются в инверторах для преобразования энергии постоянного тока от солнечных панелей или ветряных турбин в энергию переменного тока для интеграции в сеть. Силовые полупроводники SiC особенно полезны в этих областях применения благодаря их высокой теплопроводности и эффективности.
• Зарядные станции: Зарядным станциям для электромобилей также требуются силовые полупроводники для эффективного управления
• поток энергии во время процесса зарядки. Внедрение силовых полупроводников SiC может улучшить производительность зарядной станции и снизить потери энергии.
• Электроприводы: В промышленных приложениях, таких как электроприводы для различных машин и оборудования, силовые полупроводники играют решающую роль в контроле и управлении работой электродвигателя. Силовые полупроводники SiC обеспечивают более высокие частоты переключения и меньшие потери, что приводит к повышению эффективности привода двигателя.

Силовые полупроводники на основе SiC превосходят своих предшественников на основе кремния на 5-15%. SiC — это материал, способный отвечать самым строгим требованиям к эффективности для таких применений, как электрические тепловые насосы и системы кондиционирования воздуха, поскольку мир переходит к более эффективным источникам питания и вводит новые стандарты выбросов для борьбы с изменением климата.

“По данным TechInsights, на автомобильные приложения в настоящее время приходится 60% всего рынка карбида кремния и, как ожидается, к 2027 году он достигнет 80%”, — сказал Ренесас. “Ожидается, что МОП-транзисторы из карбида кремния также превзойдут кремниевые IGBT к 2029 году”.

По словам Wolfspeed, в электромобилях SiC обеспечивает превосходную производительность, дальность действия и время зарядки: “Внедряя устройства из карбида кремния в электромобили, производители автомобилей имеют возможность увеличить запас хода на 10-15%, использовать аккумулятор меньшего размера для того же диапазона и сократить время, затрачиваемое на зарядку станции.”

Силовые полупроводники играют решающую роль в эффективности и быстродействии электромобилей, и с ростом спроса на электромобили достижения в области энергетических технологий становятся еще более значимыми.

Решение вновь открыть фабрику Kofu в 2024 году является важным шагом для Renesas и демонстрирует стремление компании расширять ассортимент своей продукции в области силовых полупроводников. Технология AE-5 для кремниевых IGBT — это захватывающая разработка, поскольку она обещает значительно снизить потери мощности, что приведет к созданию более энергоэффективных компонентов.

Кроме того, планы Renesas по созданию собственной линии массового производства SiC к 2025 году свидетельствуют о дальновидном подходе компании и готовности удовлетворять требования рынка с помощью передовых и конкурентоспособных технологий. Для тех, кто заинтересован узнать больше о стратегиях и планах Renesas на будущее на рынке силовых полупроводников, Презентация Дня рынка капитала & запись (19 мая 2023 г.), вероятно, даст ценную информацию. Это мероприятие предлагает всесторонний обзор инициатив, целей и инноваций компании, давая заинтересованным сторонам более глубокое понимание позиции Renesas в индустрии силовых полупроводников.

“По мере того, как рынок становится более зрелым, также формируется полноценная экосистема, которая делает инвестиции компаний более эффективными”, — сказал Ренесас. “Мы получили много запросов от наших клиентов о карбиде кремния, и мы уверены, что сможем извлечь выгоду из быстрорастущих рыночных возможностей и завоевать долю рынка. Мы планируем объединить наши решения по питанию с микросхемами управления затворами и другими устройствами, чтобы предложить нашим клиентам полномасштабные решения”.