Высокосоединительные композитные полупроводники 2025 года: откройте для себя следующий миллиардный технологический бум

Содержание

• Исполнительное резюме: ключевые выводы и факторы рынка
• Размер рынка в 2025 году и прогнозы роста до 2030 года
• Технологические инновации: конструкции и методы производства с высоким переходом
• Ведущие производители и лидеры отрасли (только официальные источники)
• Новые приложения: силовая электроника, 5G и аппаратное обеспечение ИИ
• Динамика цепочки поставок и проблемы с закупкой материалов
• Конкурентная среда: стратегические шаги и партнерства
• Обновление нормативных актов и стандартов (2025 год и далее)
• Тенденции инвестиций и возможности финансирования
• Будущие перспективы: разрушительные тенденции и долгосрочные сценарии
• Источники и ссылки

Исполнительное резюме: ключевые выводы и факторы рынка

Сектор производства полупроводниковых соединений с высоким переходом готов к ускоренному росту в 2025 году, что обусловлено растущим спросом на высокопроизводительные электронные и оптоэлектронные устройства. Соединительные полупроводники, такие как нитрид галлия (GaN), арсенид галлия (GaAs), фосфид индия (InP) и карбид кремния (SiC), все чаще предпочитаются для приложений, требующих высокого напряжения, частоты и тепловой эффективности. Ключевыми факторами рынка являются расширение инфраструктуры 5G, быстрое принятие электрических транспортных средств (EV) и достижения в области искусственного интеллекта (ИИ) и силовой электроники.

Несколько лидеров отрасли увеличивают мощности, чтобы удовлетворить растущий спрос. onsemi открыла новое производство SiC в Южной Корее в конце 2024 года, нацеливаясь на рынки EV и возобновляемой энергии. Wolfspeed завершила строительство крупного фабрики для производства SiC в Нью-Йорке, позиционируя себя как поставщика модулей силовой электроники следующего поколения для автомобилей и промышленности. В секторе GaN imec и партнеры запустили экосистему GaNext, способствуя сотрудничеству между производителями устройств и поставщиками оборудования для ускорения инноваций в технологиях GaN для силовой и радиочастотной электроники.

Данные за 2024–2025 годы указывают на устойчивые инвестиции в современное оборудование для производства, такое как инструменты для металлоорганического химического осаждения (MOCVD), и в стратегии вертикальной интеграции для обеспечения цепочек поставок. Например, ams OSRAM начала массовое производство 8-дюймовых пластин GaN на кремнии для силовой электроники, сигнализируя о переходе к массовому, экономически эффективному производству. ROHM Semiconductor увеличила свою мощность производства SiC в Японии, подчеркивая акцент на качестве и надежности для автомобильной промышленности.

Смотря вперед, прогноз для производства полупроводниковых соединений с высоким переходом является крайне позитивным. Отраслевые дорожные карты предсказывают быстрое развитие размеров пластин, улучшение выхода и интеграцию устройств. Ожидается, что увеличенное сотрудничество между фабриками, поставщиками материалов и производителями оригинального оборудования (OEM) будет способствовать инновациям и снижению затрат. С учетом глобальных тенденций электрификации и развертывания беспроводных технологий следующего поколения, сектор останется критически важным для будущих технологий.

Размер рынка в 2025 году и прогнозы роста до 2030 года

Рынок производства полупроводниковых соединений с высоким переходом готов к устойчивому росту в 2025 году и ожидается, что будет продолжать расширяться до 2030 года, что обусловлено растущим спросом на электрические транспортные средства (EV), инфраструктуру 5G, возобновляемую энергию и передовые вычислительные приложения. Соединительные полупроводники, такие как карбид кремния (SiC) и нитрид галлия (GaN), являются центральными для этих секторов благодаря своей высокой эффективности, теплопроводности и способности работать при высоких напряжениях и частотах.

В 2025 году мощность производства пластин для SiC и GaN ожидается на новом высоком уровне, что будет способствоваться многомиллиардными инвестициями в новые фабрики и расширение мощностей. Wolfspeed, ведущий производитель пластин и устройств SiC, ожидает увеличения производства на своем заводе в Мохавк-Валли, нацеливаясь на значительную долю глобального рынка устройств SiC. Аналогично, onsemi объявила о планах удвоить свои мощности SiC к 2025 году, поддерживая переход автомобильной и промышленной отраслей к электрификации.

Перспективы рынка дополнительно укрепляются крупными игроками, такими как Infineon Technologies AG, которые расширяют свои возможности производства 200 мм пластин SiC в Австрии и Малайзии, стремясь удовлетворить растущий спрос клиентов в течение следующих пяти лет. STMicroelectronics также обязалась увеличить свои мощности по производству подложек и устройств SiC, сосредоточив внимание на вертикальной интеграции для повышения устойчивости цепочки поставок.

Производство нитрида галлия также демонстрирует параллельный рост, особенно в области радиочастотной (RF) и силовой электроники. NXP Semiconductors и Qorvo увеличивают свои процессы GaN на SiC и GaN на кремнии для беспроводной инфраструктуры и оборонительных приложений, новые продукты будут представлены на протяжении 2025 года и далее.

Учитывая эти тенденции, отраслевые организации, такие как Ассоциация полупроводниковой промышленности, ожидают, что глобальный рынок полупроводниковых соединений вырастет с составным годовым темпом роста (CAGR), значительно превышающим более широкий сектор полупроводников до 2030 года. Ключевыми факторами роста являются ускоренное принятие EV, распространение высокоэффективной силовой электроники и развертывание сетей связи следующего поколения.

В целом, ожидается, что период с 2025 по 2030 годы станет свидетелем усиленной конкуренции, расширения мощностей и технологических прорывов в производстве полупроводниковых соединений с высоким переходом, позиционируя сектор на переднем плане эволюции глобального рынка полупроводников.

Технологические инновации: конструкции и методы производства с высоким переходом

Область производства полупроводниковых соединений с высоким переходом переживает стремительную технологическую эволюцию, так как спрос на более высокую эффективность, плотность мощности и миниатюризацию ускоряется в таких секторах, как силовая электроника, радиочастотные коммуникации и оптоэлектроника. 2025 год обещает значительные достижения, особенно в интеграции нескольких переходов в одном устройстве и расширении передовых методов эпитаксиального роста.

Одной из самых заметных инноваций является усовершенствование процессов металлоорганического химического осаждения (MOCVD) и молекулярно-лучевой эпитаксии (MBE), что позволяет точно контролировать состав и толщину отдельных слоев в сложных гетероструктурах III-V и III-Nitride. Ведущие производители, такие как ams OSRAM и Kyocera, используют эти методы для производства многопереходных устройств для светодиодов высокой яркости, передовых фотодетекторов и высокоэффективных солнечных батарей. Возможность создания атомно-четких интерфейсов между слоями имеет решающее значение для проектирования запрещенной зоны и улучшения удержания носителей, что непосредственно влияет на производительность устройств.

В области силовой электроники рост полупроводниковых соединений на основе нитрида галлия (GaN) и карбида кремния (SiC) с вертикальными архитектурами высокого перехода способствует следующему поколению устройств с высоким напряжением и высокой скоростью переключения. Такие компании, как Wolfspeed и Infineon Technologies AG, продемонстрировали масштабируемое производство пластин SiC и GaN транзисторов с высокой подвижностью электронов (HEMT) с использованием передовых структур завершения переходов и канавок. Эти инновации позволяют добиться более высоких напряжений пробоя и улучшенной тепловой производительности — ключевых характеристик для электрификации транспорта и интеграции возобновляемой энергии.

Кроме того, использование селективного роста области и осаждения атомных слоев (ALD) позволяет создавать трехмерные архитектуры с высоким переходом, такие как устройства на основе нанопроводов и квантовых ям. imec и NXP Semiconductors активно исследуют эти подходы для продвижения высокочастотных транзисторов и компонентов оптоэлектроники следующего поколения. Эти методы способствуют более плотной интеграции устройств, снижению паразитных потерь и добавлению новых функциональных возможностей в компактном формате.

Смотря вперед, прогноз на 2025 год и далее включает в себя увеличение производства полупроводниковых соединений с высоким переходом до 200 мм и даже 300 мм пластин, что должно привести к снижению затрат и более широкому принятию на рынках автомобильной, промышленной и инфраструктуры 5G/6G. Совместные инициативы между производителями устройств, поставщиками пластин и производителями оборудования ускоряют коммерциализацию этих технологий, с акцентом на улучшение выхода, однородности и производительности для массового производства.

Ведущие производители и лидеры отрасли (только официальные источники)

Ландшафт производства полупроводниковых соединений с высоким переходом в 2025 году доминируется несколькими глобальными лидерами, каждый из которых использует передовые технологии процессов для удовлетворения растущего спроса на высокопроизводительные устройства в силовой электронике, оптоэлектронике и высокочастотных приложениях. Эти производители сосредоточены на инновациях в материалах, таких как нитрид галлия (GaN), карбид кремния (SiC) и фосфид индия (InP), чтобы обеспечить более высокое напряжение, частоту и эффективность для приложений следующего поколения.

• Wolfspeed: Будучи пионером в технологии SiC, Wolfspeed остается на переднем плане производства пластин и устройств полупроводниковых соединений с высоким переходом. В 2025 году компания увеличивает свои мощности на заводе в Мохавк-Валли, который предназначен исключительно для 200 мм пластин SiC — значительный шаг к массовому производству высоковольтных MOSFET и диодов Шоттки для силовой электроники в автомобилях и промышленности.
• STMicroelectronics: STMicroelectronics продолжает расширять свой портфель устройств SiC и производственные мощности, с недавними инвестициями в свои фабрики в Катании (Италия) и Сингапуре. Компания объявила о стратегических партнерствах для обеспечения подложек SiC и эпитаксии, обеспечивая надежные цепочки поставок для устройств с высоким переходом, используемых в электрических транспортных средствах и системах возобновляемой энергии.
• ON Semiconductor: onsemi увеличивает свои мощности по производству SiC, недавно приобретя и модернизировав фабрики для поддержки процессов 150 мм и 200 мм пластин. Вертикально интегрированный подход компании — от роста подложек до упаковки устройств — позиционирует ее как ключевого поставщика полевых транзисторов (FET) и диодов с высоким переходом.
• Infineon Technologies: Infineon Technologies является лидером как в производстве устройств SiC, так и GaN. В 2025 году ожидается, что новое предприятие в Кулиме (Малайзия) достигнет полной производственной мощности, значительно увеличив выпуск MOSFET SiC и HEMT GaN для применения в инверторах автомобилей и источниках питания центров обработки данных.
• ROHM Semiconductor: ROHM Semiconductor продолжает инвестировать в вертикальную интеграцию своего бизнеса SiC, сосредоточив внимание на устройствах с высоким переходом с повышенной надежностью и эффективностью. Компания расширяет свой завод в Чикуго, Япония, чтобы удовлетворить спрос на автомобильные и промышленные приложения.
• IQE: IQE специализируется на производстве эпитаксиальных пластин для полупроводниковых соединений, особенно GaN и InP. Передовые процессы эпитаксии компании имеют решающее значение для производства устройств с высоким переходом, используемых в RF, фотонике и силовой электронике.

Перспективы отрасли на 2025 год и далее предполагают дальнейшее расширение мощностей, вертикальную интеграцию и стратегические партнерства среди ведущих производителей. Основное внимание уделяется увеличению размера пластин, улучшению плотности дефектов и автоматизации производственных линий для удовлетворения растущего мирового спроса на полупроводниковые соединения с высоким переходом в области электрической мобильности, возобновляемой энергии и высокоскоростной связи.

Новые приложения: силовая электроника, 5G и аппаратное обеспечение ИИ

Полупроводниковые соединения с высоким переходом — такие как нитрид галлия (GaN), карбид кремния (SiC) и арсенид галлия (GaAs) — все чаще становятся центром новых приложений в силовой электронике, 5G-коммуникациях и аппаратном обеспечении ИИ в 2025 году. Их способность работать при более высоких напряжениях, частотах и температурах, чем традиционный кремний, делает их незаменимыми для систем следующего поколения.

В силовой электронике переход к электрическим транспортным средствам (EV), возобновляемой энергии и промышленной автоматизации ускоряет спрос на устройства SiC и GaN. Ключевые игроки, такие как Infineon Technologies AG и Wolfspeed, Inc., расширяют свои производственные мощности SiC, чтобы удовлетворить прогнозируемые потребности в инверторах тяги для автомобилей и инфраструктуре быстрой зарядки. В 2023 и 2024 годах Infineon Technologies AG объявила о значительных инвестициях в новые линии производства SiC, и в 2025 году ожидается, что увеличение объемов приведет к более широкому принятию на рынке, особенно в архитектурах EV класса 800В.

Устройства на основе GaN набирают популярность в потребительских зарядных устройствах и источниках питания для центров обработки данных благодаря своей эффективности и скорости переключения. Navitas Semiconductor и Transphorm, Inc. раздвигают границы с массовым производством GaN на кремнии интегральных схем. На 2025 год достижения в производстве на уровне пластин и снижении дефектов улучшают выход и структуру затрат, открывая GaN для приложений с высокой мощностью, таких как промышленные приводы и инверторы, подключенные к сети.

В области 5G и далее полупроводниковые соединения с высоким переходом имеют решающее значение для радиочастотных (RF) модулей переднего плана и массивных антенн MIMO. Qorvo, Inc. и Skyworks Solutions, Inc. увеличивают производство HEMT GaN и GaAs для базовых станций 5G и инфраструктуры. В 2025 году коммерческие развертывания 5G-Advanced и исследования 6G создают спрос на компоненты RF с более высокой частотой и мощностью, при этом полупроводниковые соединения обеспечивают работу на миллиметровых волновых диапазонах.

Аппаратное обеспечение ИИ, особенно высокопроизводительные вычислительные ускорители и устройства на краю, начинает использовать скорость и тепловые преимущества полупроводниковых соединений. В 2024 году NXP Semiconductors N.V. и Infineon Technologies AG представили новые решения на основе GaN для вывода ИИ и беспроводной обработки на краю, с дальнейшими представлениями продуктов, ожидаемыми в ближайшие несколько лет по мере совершенствования технологий производства.

Смотря вперед, в следующие несколько лет ожидается продолжение инвестиций в производство 200 мм пластин, вертикальные архитектуры устройств и гетерогенную интеграцию — тенденции, поддерживаемые крупными производителями и отраслевыми консорциумами. Эти достижения ожидается, что сделают полупроводниковые соединения с высоким переходом ключевыми для электрификации, связи и интеллекта будущих систем.

Динамика цепочки поставок и проблемы с закупкой материалов

Производство полупроводниковых соединений с высоким переходом — таких как основанные на нитриде галлия (GaN), карбиде кремния (SiC) и арсениде галлия (GaAs) — поддерживается сложной, глобально распределенной цепочкой поставок. На 2025 год сектор сталкивается как с постоянными, так и с новыми проблемами, связанными с закупкой материалов, геополитическими влияниями и масштабированием мощностей для высокопроизводительных приложений в автомобилестроении, силовой электронике и связи.

Значительным узким местом в цепочке поставок остается закупка высокочистых сырьевых материалов, особенно галлия, подложек карбида кремния и редкоземельных элементов. Например, галлий, критически важный для пластин GaN и GaAs, в основном производится как побочный продукт переработки бокситов, при этом Китай контролирует более 90% мирового производства. Недавние экспортные ограничения и волатильность цен побудили таких производителей, как Kyocera Corporation и Nichia Corporation, диверсифицировать источники и инвестировать в инициативы по переработке для снижения рисков.

Производство пластин SiC также является фокусной точкой, поскольку растущий спрос со стороны автомобильного сектора на эффективную силовую электронику увеличивается. Поставщики, такие как Wolfspeed и Okmetic, расширяют свои мощности с новыми заводами в США и Европе, стремясь решить проблемы нехватки и снизить зависимость от азиатских поставщиков. Однако энергоемкий и технически сложный характер выращивания бездефектных кристаллов SiC способствует длительным срокам выполнения и высоким затратам.

Сложность углубляется необходимостью в ультрачистых прекурсорных химикатах и специализированных эпитаксиальных инструментах, которые поступают от узкого круга поставщиков, таких как AZ Electronic Materials и ams OSRAM. Нарушения в логистике или производстве на любом уровне могут иметь каскадный эффект, влияя на графики производства устройств.

Чтобы стабилизировать цепочки поставок, ведущие производители заключают долгосрочные соглашения о поставках и вертикально интегрируют верхние процессы. Например, Infineon Technologies AG объявила о инвестициях в собственную обработку пластин и прямые отношения с производителями сырья, чтобы обеспечить безопасность поставок, особенно для устройств SiC автомобильного класса.

Смотря вперед на ближайшие несколько лет, прогноз отрасли является осторожно оптимистичным. Ожидается, что продолжающиеся инвестиции в переработку, альтернативные материалы и региональную диверсификацию помогут смягчить некоторые давления. Тем не менее, сектор должен оставаться бдительным, так как дальнейшие геополитические изменения или нарушения могут быстро повлиять на хрупкий баланс между спросом и предложением на материалы полупроводниковых соединений с высоким переходом.

Конкурентная среда: стратегические шаги и партнерства

Конкурентная среда в производстве полупроводниковых соединений с высоким переходом переживает заметные изменения в 2025 году, поскольку основные игроки отрасли усиливают стратегические альянсы, инвестиции и обмен технологиями, чтобы удовлетворить растущий спрос на высокопроизводительные устройства в силовой электронике, автомобилестроении и приложениях 5G. Ключевые производители используют партнерства для ускорения инноваций, масштабирования производства и обеспечения цепочек поставок на фоне постоянного глобального дефицита чипов.

В начале 2025 года Infineon Technologies AG объявила о значительном расширении своих мощностей по производству полупроводниковых соединений в Австрии, сосредоточив внимание на устройствах SiC и GaN с высоким переходом. Этот шаг дополняет продолжающееся сотрудничество Infineon с автомобильными OEM и поставщиками силовых модулей для создания решений следующего поколения для электрических транспортных средств и систем возобновляемой энергии. Аналогично, Wolfspeed, Inc. продолжает увеличивать свои мощности на заводе в Мохавк-Валли, который посвящен производству 200 мм пластин SiC, что позволяет добиться более высоких выходов и снизить затраты на компоненты с высоким переходом. Компания также заключила многолетние соглашения о поставках с первоклассными автомобильными и промышленными партнерами, чтобы обеспечить доступ к передовым устройствам SiC.

Азиатские фабрики также делают стратегические шаги. Cree, Inc. (работающая под брендом Wolfspeed) и ROHM Co., Ltd. углубили свое сотрудничество, совместно инвестируя в новые производственные линии для высоковольтных MOSFET и диодов Шоттки. Тем временем, ON Semiconductor расширила свое партнерство с VNPT Technology во Вьетнаме, стремясь локализовать части своей цепочки поставок устройств GaN и укрепить региональную устойчивость.

В Европе STMicroelectronics и GLOBALFOUNDRIES завершили совместные инвестиции в новый завод по производству 300 мм пластин во Франции, нацеливаясь как на традиционные, так и на рынки полупроводниковых соединений. Ожидается, что завод начнет пилотное производство передовых устройств SiC и GaN с высоким переходом к концу 2025 года, поддерживаемое многолетними обязательствами по закупкам от крупных автомобильных и промышленных клиентов.

Смотря вперед, сектор наблюдает за увеличением формирования консорциумов и государственно-частных партнерств, часто поддерживаемых финансированием на национальном и уровне ЕС, для укрепления стратегической автономии Европы и Азии в производстве полупроводниковых соединений. Эти сотрудничества, как ожидается, ускорят циклы инноваций, приведут к снижению затрат и обеспечат стабильное развитие возможностей производства устройств с высоким переходом до конца 2020-х годов.

Обновление нормативных актов и стандартов (2025 год и далее)

Нормативная среда для производства полупроводниковых соединений с высоким переходом готова к значительным изменениям в 2025 году и в последующие годы, что обусловлено расширяющейся ролью сектора в электронике следующего поколения, связи и автомобильных приложениях. Нормативные органы и организации по стандартизации реагируют на уникальные экологические, цепочечные и технические вызовы, представленные передовыми полупроводниковыми соединениями, такими как нитрид галлия (GaN), фосфид индия (InP) и карбид кремния (SiC), используемыми в высокомощных и высокочастотных приложениях.

Одной из самых заметных тенденций регулирования на 2025 год является ужесточение экспортного контроля и надзора за цепочкой поставок, особенно поскольку полупроводниковые соединения считаются критически важными для национальной безопасности и лидерства в области передовых технологий. Управление промышленности и безопасности США (BIS) продолжает обновлять свой Список контроля за экспортом, с недавними добавлениями, нацеливающимися на конкретные оборудование для производства III-V и широкозонных полупроводников и прекурсорные материалы. Эти обновления направлены на защиту чувствительных технологий, обеспечивая при этом продолжение сотрудничества с союзными государствами.

На экологическом фронте Агентство по охране окружающей среды США (EPA) и Европейское агентство по химикатам (ECHA) усиливают контроль за опасными веществами, участвующими в производстве полупроводниковых соединений, такими как соединения арсена и галлия. Новые и предстоящие директивы потребуют от производителей внедрения передовых методов управления отходами, контроля выбросов и протоколов безопасности для работников, что соответствует более широким целям устойчивого развития, установленным Зеленой сделкой Европейского Союза и положениями о устойчивом развитии Закона о CHIPS и науке США.

Организации по стандартизации также ускоряют усилия по гармонизации технических спецификаций по всей отрасли. Программа международных стандартов SEMI расширила свои рамки за пределы кремния, чтобы охватить новые метрики контроля процессов, параметры качества пластин и методологии испытаний на надежность, адаптированные для полупроводниковых соединений с высоким переходом. Особенно стоит отметить, что недавно обновленные стандарты SEMI MS теперь учитывают уникальные тепловые и электрические свойства подложек SiC и GaN, что облегчает взаимодействие и обеспечение качества в глобальных цепочках поставок.

Смотря вперед, проактивное участие лидеров отрасли, таких как Cree | Wolfspeed, onsemi и Infineon Technologies AG, в нормативных дискуссиях и консорциумах будет иметь решающее значение для навигации в развивающихся требованиях к соблюдению. Эти компании активно участвуют в формировании будущих стандартов для надежности устройств, отслеживаемости и устойчивого развития. По мере роста сложности регулирования сотрудничество между производителями, организациями по стандартизации и правительствами будет иметь решающее значение для обеспечения того, чтобы инновации в полупроводниковых соединениях с высоким переходом могли продолжаться без чрезмерных нарушений, сохраняя при этом безопасность, защиту и ответственность за окружающую среду.

Тенденции инвестиций и возможности финансирования

Инвестиционная активность в производстве полупроводниковых соединений с высоким переходом усиливается в 2025 году, что обусловлено спросом на передовые силовые электроники, инфраструктуру 5G/6G, электрические транспортные средства и передовую фотонику. Ключевые материалы, такие как нитрид галлия (GaN), карбид кремния (SiC) и фосфид индия (InP), находятся на переднем плане благодаря своей высокой подвижности электронов и тепловым характеристикам по сравнению с традиционным кремнием.

Крупные производители полупроводников увеличивают свои капитальные расходы и заключают новые партнерства для расширения производственных мощностей. В начале 2025 года Wolfspeed объявила о продолжении инвестиций в свое предприятие по производству 200 мм пластин SiC в Нью-Йорке, основываясь на своем предыдущем обязательстве в 1,3 миллиарда долларов для масштабирования производства SiC. Аналогично, Infineon Technologies AG увеличивает инвестиции в свое предприятие в Кулиме, Малайзия, с акцентом на расширение производства устройств SiC и GaN для автомобильной и возобновляемой энергетики.

В венчурный капитал и государственное финансирование также поступают средства в сектор. Закон о CHIPS и науке США, наряду с инициативами Европейского Союза, направляют миллиарды долларов на стимулы и гранты для передового производства полупроводниковых соединений. Например, onsemi получила федеральную поддержку для ускорения расширения мощностей SiC в США, нацеливаясь на повышение устойчивости цепочки поставок и внутреннего производства устройств с высоким переходом.

Стартапы привлекают значительное финансирование на ранних стадиях, особенно те, которые разрабатывают новые методы эпитаксиального роста или высокоэффективные архитектуры устройств. Недавние раунды финансирования, проведенные стратегическими инвесторами — включая крупных игроков, таких как STMicroelectronics и NXP Semiconductors — способствуют инновациям в вертикальных GaN и ультравысоковольтных транзисторах SiC.

Смотря вперед, отраслевые аналитики ожидают устойчивого роста инвестиций до 2027 года, при этом глобальная мощность полупроводниковых соединений с высоким переходом ожидается вдвое больше по сравнению с уровнями 2023 года. Государственно-частные партнерства и совместные предприятия, такие как между ROHM Semiconductor и автомобильными OEM, ожидаются в большом количестве, особенно в Азиатско-Тихоокеанском регионе, который стремительно расширяет производственную инфраструктуру для поддержки электрической мобильности и модернизации сетей.

В целом, устойчивая инвестиционная среда сектора полупроводниковых соединений, поддерживаемая прямыми инвестициями от устоявшихся производителей и согласованной государственной политикой, готова ускорить масштабирование и технологический прогресс производства устройств с высоким переходом в течение следующих нескольких лет.

Будущие перспективы: разрушительные тенденции и долгосрочные сценарии

Ландшафт производства полупроводниковых соединений с высоким переходом готов к трансформационным изменениям до 2025 года и в последующие годы, при этом несколько разрушительных тенденций формируют долгосрочные сценарии отрасли. Центральным элементом этой эволюции является растущий спрос на передовые силовые электроники, высокочастотные коммуникации и оптоэлектронные устройства, которые все способствуют инновациям в материалах, архитектурах устройств и производственных процессах.

Одной из самых значительных тенденций является распространение широкозонных материалов — особенно нитрида галлия (GaN) и карбида кремния (SiC) — которые позволяют достигать более высоких напряжений перехода, улучшенной тепловой производительности и большей энергетической эффективности по сравнению с традиционными кремниевыми устройствами. Крупные производители, такие как Cree | Wolfspeed и onsemi, расширяют свои производственные мощности с новыми заводами и улучшениями процессов, чтобы удовлетворить растущий спрос в автомобилестроении, возобновляемой энергетике и центрах обработки данных. Например, Cree | Wolfspeed недавно открыла новый завод по производству пластин SiC, стремясь значительно увеличить выпуск устройств с высоким переходом в течение следующих нескольких лет.

Одновременно достижения в методах эпитаксиального роста — таких как металлоорганическое химическое осаждение (MOCVD) и молекулярно-лучевая эпитаксия (MBE) — позволяют производить устройства с все более сложными многопереходными архитектурами. Это особенно актуально для высокоэффективных солнечных батарей и светодиодов следующего поколения, где многослойные структуры полупроводниковых соединений являются ключевыми для повышения производительности. Ведущие поставщики оборудования, такие как Veeco Instruments Inc., активно разрабатывают новые платформы MOCVD, оптимизированные для производства устройств с высоким переходом, ожидая более широкого принятия в отрасли.

Интеграция полупроводниковых соединений на кремниевых подложках является еще одной новой границей. Такие компании, как STMicroelectronics, продвигают технологии гетерогенной интеграции, которые обещают объединить высокую производительность полупроводниковых соединений с экономической эффективностью и масштабируемостью кремниевых фабрик. Этот подход, как ожидается, сыграет критическую роль в коммерциализации компонентов RF 5G/6G и передовых сенсорных массивов.

Смотря вперед, глобальная цепочка поставок ключевых сырьевых материалов — таких как высокочистые подложки GaN и SiC — останется в центре внимания. Игроки отрасли, включая Coherent (ранее II-VI Incorporated), увеличивают производство подложек и инвестируют в технологии роста кристаллов, чтобы справиться с ожидаемыми нехватками и обеспечить постоянство качества.

В заключение, в следующие несколько лет производство полупроводниковых соединений с высоким переходом будет развиваться благодаря инновациям в материалах, интеграции процессов и масштабированию передового производства. Эти тенденции не только разрушат существующие рынки, но и откроют новые приложения в сферах энергетики, мобильности и связи, создавая основу для долгосрочной трансформации отрасли.

Источники и ссылки

• Wolfspeed
• imec
• ams OSRAM
• ROHM Semiconductor
• Wolfspeed
• Infineon Technologies AG
• STMicroelectronics
• NXP Semiconductors
• Ассоциация полупроводниковой промышленности
• IQE
• Skyworks Solutions, Inc.
• Nichia Corporation
• Okmetic
• Управление промышленности и безопасности США (BIS)
• Европейское агентство по химикатам (ECHA)
• Veeco Instruments Inc.