Напівпровідники з високим з’єднанням 2025 року: Відкрийте наступний мільярдний технологічний бум

Зміст

• Виконавче резюме: Основні висновки та ринкові чинники
• Розмір ринку 2025 року та прогнози зростання до 2030 року
• Технологічні інновації: Дизайн та методи виготовлення з високими з’єднаннями
• Провідні виробники та лідери галузі (тільки офіційні джерела)
• Нові застосування: Електроніка, 5G та апаратура штучного інтелекту
• Динаміка ланцюга постачань та виклики з постачанням матеріалів
• Конкурентне середовище: Стратегічні кроки та партнерства
• Оновлення регуляторних норм та стандартів (2025 рік та далі)
• Тенденції інвестицій та можливості фінансування
• Перспективи: Руйнівні тенденції та довгострокові сценарії
• Джерела та посилання

Виконавче резюме: Основні висновки та ринкові чинники

Сектор виготовлення напівпровідників з високими з’єднаннями готовий до прискореного зростання у 2025 році, що зумовлено зростаючим попитом на високопродуктивні електронні та оптоелектронні пристрої. Сполучні напівпровідники — такі як нітрид галюмію (GaN), арсенід галюмію (GaAs), фосфід індію (InP) та карбід кремнію (SiC) — все більше обираються для застосувань, що вимагають високої напруги, частоти та теплової ефективності. Основні ринкові чинники включають розширення інфраструктури 5G, швидке впровадження електромобілів (EV) та досягнення в галузі штучного інтелекту (AI) та електроніки потужності.

Кілька лідерів галузі розширюють потужності, щоб задовольнити зростаючий попит. onsemi відкрила новий завод з виготовлення SiC у Південній Кореї наприкінці 2024 року, орієнтуючись на ринки електромобілів та відновлювальної енергії. Wolfspeed завершила будівництво великого заводу з виготовлення SiC у Нью-Йорку, позиціонуючи себе для постачання модулів потужності наступного покоління для автомобільної та промислової галузей. У секторі GaN imec та партнери запустили екосистему GaNext, сприяючи співпраці між виробниками пристроїв та постачальниками обладнання для прискорення інновацій у технологіях потужності та RF GaN.

Дані з 2024–2025 років свідчать про значні інвестиції в сучасне обладнання для виготовлення, таке як інструменти металорганічного хімічного осадження (MOCVD), а також у стратегії вертикальної інтеграції для забезпечення ланцюгів постачання. Наприклад, ams OSRAM розпочала масове виробництво 8-дюймових пластин GaN на кремнії для електроніки потужності, що сигналізує про перехід до масштабного, економічно ефективного виробництва. ROHM Semiconductor розширила свої потужності з виробництва SiC в Японії, підкреслюючи акцент на якості та надійності для автомобільної промисловості.

Дивлячись у майбутнє, прогнози для виготовлення напівпровідників з високими з’єднаннями виглядають дуже позитивно. Дорожні карти галузі передбачають швидку еволюцію в розмірах пластин, покращення виходу та інтеграцію пристроїв. Очікується, що зростаюча співпраця між литейними заводами, постачальниками матеріалів та OEM сприятиме інноваціям та зниженню витрат. З глобальними тенденціями електрифікації та впровадження бездротових технологій наступного покоління, сектор залишиться критично важливим для майбутніх технологій.

Розмір ринку 2025 року та прогнози зростання до 2030 року

Ринок виготовлення напівпровідників з високими з’єднаннями готовий до значного зростання у 2025 році і, як очікується, продовжить розширюватися до 2030 року, зумовлений зростаючим попитом на електромобілі (EV), інфраструктуру 5G, відновлювальну енергію та прогресивні обчислювальні застосування. Сполучні напівпровідники, такі як карбід кремнію (SiC) та нітрид галюмію (GaN), є центральними у цих секторах завдяки своїй вищій ефективності, теплопровідності та здатності працювати при високих напругах і частотах.

У 2025 році потужність виготовлення пластин для SiC та GaN, як очікується, досягне нових висот, підштовхувана багатомільярдними інвестиціями в нові заводи та розширення потужностей. Wolfspeed, провідний виробник пластин та пристроїв SiC, очікує збільшення виробництва на своєму заводі в Могавк Велі, намагаючись отримати значну частку глобального ринку пристроїв SiC. Аналогічно, onsemi оголосила про плани подвоїти свої потужності з виробництва SiC до 2025 року, підтримуючи перехід автомобільного та промислового секторів до електрифікації.

Перспективи ринку ще більше підкріплюються основними гравцями, такими як Infineon Technologies AG, яка розширює свої можливості виробництва 200 мм пластин SiC в Австрії та Малайзії, прагнучи задовольнити зростаючий попит клієнтів протягом наступних п’яти років. STMicroelectronics також зобов’язалася збільшити свій слід у виробництві субстратів та пристроїв SiC, зосереджуючи увагу на вертикальній інтеграції для покращення стійкості ланцюга постачань.

Виготовлення нітриду галюмію набирає паралельну динаміку, особливо в радіочастотній (RF) та електроніці потужності. NXP Semiconductors та Qorvo розширюють свої процеси GaN-на-SiC та GaN-на-кремнії для бездротової інфраструктури та оборонних застосувань, з новими продуктами, запланованими на 2025 рік та далі.

Враховуючи ці тенденції, галузеві організації, такі як Асоціація напівпровідникової промисловості, очікують, що глобальний ринок сполучних напівпровідників зросте з компаундним річним темпом зростання (CAGR), який значно перевищує загальний сектор напівпровідників до 2030 року. Основними чинниками зростання є прискорене впровадження електромобілів, поширення високоефективної електроніки потужності та впровадження комунікаційних мереж наступного покоління.

В цілому, період з 2025 по 2030 рік, як очікується, стане свідком загостреної конкуренції, розширення потужностей та технологічних проривів у виготовленні напівпровідників з високими з’єднаннями, позиціонуючи сектор на передньому плані еволюції глобального ринку напівпровідників.

Технологічні інновації: Дизайн та методи виготовлення з високими з’єднаннями

Сфера виготовлення напівпровідників з високими з’єднаннями переживає швидку технологічну еволюцію, оскільки попит на вищу ефективність, щільність потужності та мініатюризацію прискорюється в таких секторах, як електроніка потужності, RF-комунікації та оптоелектроніка. Рік 2025 обіцяє свідчити про значні досягнення, зокрема в інтеграції кількох з’єднань в одному пристрої та розширенні сучасних епітаксійних технологій зростання.

Однією з найбільш помітних інновацій є вдосконалення процесів металорганічного хімічного осадження (MOCVD) та молекулярного пучкового епітаксісу (MBE), що дозволяє точно контролювати склад та товщину окремих шарів у складних гетероструктурах III-V та III-Nitride. Провідні виробники, такі як ams OSRAM та Kyocera, використовують ці методи для виготовлення багатоз’єднувальних пристроїв для світлодіодів з високою яскравістю, сучасних фотодетекторів та високоефективних сонячних батарей. Здатність виготовляти атомно гострі інтерфейси між шарами є критично важливою для інженерії зони заборони та покращеного утримання носіїв, що безпосередньо впливає на продуктивність пристроїв.

У сфері електроніки потужності зростання нітриду галюмію (GaN) та карбіду кремнію (SiC) з вертикальними архітектурами з високими з’єднаннями сприяє наступному поколінню пристроїв з високою напругою та швидкістю перемикання. Компанії, такі як Wolfspeed та Infineon Technologies AG, продемонстрували масштабоване виробництво пластин SiC та GaN транзисторів з високою рухливістю електронів (HEMT), використовуючи вдосконалені структури термінації з’єднання та канавок. Ці інновації дозволяють досягати вищих пробійних напруг та покращеної теплової продуктивності — ключові характеристики для електрифікації транспорту та інтеграції відновлювальної енергії.

Більше того, впровадження вибіркового зростання в певних зонах та осадження атомних шарів (ALD) дозволяє виготовляти тривимірні архітектури з високими з’єднаннями, такі як пристрої на основі нанопровідників та квантових ям. imec та NXP Semiconductors активно прагнуть до цих підходів, щоб просунути транзистори високої частоти та компоненти оптоелектроніки наступного покоління. Ці методи підтримують щільнішу інтеграцію пристроїв, знижують паразитні втрати та забезпечують нові функції в компактних розмірах.

Дивлячись у майбутнє, прогнози до 2025 року та далі включають масштабування виготовлення напівпровідників з високими з’єднаннями до 200 мм і навіть 300 мм пластин, що, як очікується, сприятиме зниженню витрат та ширшому впровадженню в автомобільній, промисловій та інфраструктурі 5G/6G. Спільні ініціативи між виробниками пристроїв, постачальниками пластин та виробниками інструментів прискорюють комерціалізацію цих технологій, зосереджуючи увагу на покращенні виходу, однорідності та можливості виробництва для масового виробництва.

Провідні виробники та лідери галузі (тільки офіційні джерела)

Ландшафт виготовлення напівпровідників з високими з’єднаннями у 2025 році домінує кілька глобальних лідерів, які використовують сучасні технології процесів, щоб задовольнити зростаючий попит на високопродуктивні пристрої в електроніці потужності, оптоелектроніці та високочастотних застосуваннях. Ці виробники зосереджуються на інноваціях у матеріалах, таких як нітрид галюмію (GaN), карбід кремнію (SiC) та фосфід індію (InP), щоб забезпечити вищу напругу, частоту та ефективність для застосувань наступного покоління.

• Wolfspeed: Як піонер у технології SiC, Wolfspeed залишається на передньому плані виготовлення пластин та пристроїв напівпровідників з високими з’єднаннями. У 2025 році компанія розширює свій завод у Могавк Велі, який призначений виключно для 200 мм пластин SiC — значний крок до масового виробництва MOSFET з високою напругою SiC та діодів Шотткі для автомобільної та промислової електроніки.
• STMicroelectronics: STMicroelectronics продовжує розширювати свій портфель пристроїв SiC та виробничі потужності, з недавніми інвестиціями в свої заводи в Катанні (Італія) та Сінгапурі. Компанія оголосила про стратегічні партнерства для забезпечення субстратів SiC та епітаксії, забезпечуючи надійні ланцюги постачання для пристроїв з високими з’єднаннями, що використовуються в електромобілях та системах відновлювальної енергії.
• ON Semiconductor: onsemi нарощує свої можливості виробництва SiC, нещодавно придбавши та модернізуючи заводи для підтримки процесів пластин 150 мм та 200 мм. Вертикально інтегрований підхід компанії — від зростання субстратів до упаковки пристроїв — позиціонує її як ключового постачальника транзисторів з високими з’єднаннями (FET) та діодів.
• Infineon Technologies: Infineon Technologies є лідером у виготовленні як SiC, так і GaN пристроїв. У 2025 році її новий завод у Кулімі (Малайзія) прогнозується досягти повної експлуатаційної потужності, значно збільшуючи виробництво MOSFET SiC та HEMT GaN для застосувань в автомобільних інверторах та джерелах живлення дата-центрів.
• ROHM Semiconductor: ROHM Semiconductor продовжує інвестувати у вертикальну інтеграцію свого бізнесу SiC, зосереджуючи увагу на пристроях з високими з’єднаннями з підвищеною надійністю та ефективністю. Компанія розширює свій завод у Чікуго в Японії, щоб задовольнити попит на автомобільні та промислові застосування.
• IQE: IQE спеціалізується на виготовленні епітаксійних пластин для сполучних напівпровідників, зокрема GaN та InP. Сучасні процеси епітаксії компанії є критично важливими для виробництва пристроїв з високими з’єднаннями, що використовуються в RF, фотоніці та електроніці потужності.

Перспективи галузі на 2025 рік та далі свідчать про подальше розширення потужностей, вертикальну інтеграцію та стратегічні партнерства серед провідних виробників. Основна увага залишається на збільшенні розміру пластин, покращенні щільності дефектів та автоматизації виробничих ліній для задоволення зростаючого глобального попиту на сполучні напівпровідники з високими з’єднаннями в електричній мобільності, відновлювальній енергії та швидкісних комунікаціях.

Нові застосування: Електроніка, 5G та апаратура штучного інтелекту

Сполучні напівпровідники з високими з’єднаннями — такі як нітрид галюмію (GaN), карбід кремнію (SiC) та арсенід галюмію (GaAs) — все більше виходять на передній план нових застосувань в електроніці потужності, 5G-комунікаціях та апаратурі штучного інтелекту у 2025 році. Їх здатність працювати при вищих напругах, частотах та температурах, ніж звичайний кремній, робить їх незамінними для систем наступного покоління.

У електроніці потужності перехід до електромобілів (EV), відновлювальної енергії та промислової автоматизації прискорює попит на пристрої SiC та GaN. Ключові гравці, такі як Infineon Technologies AG та Wolfspeed, Inc., розширюють свої потужності з виробництва SiC, щоб задовольнити прогнозовані вимоги до автомобільних тягових інверторів та інфраструктури швидкої зарядки. У 2023 та 2024 роках Infineon Technologies AG оголосила про значні інвестиції в нові лінії виробництва SiC, а у 2025 році очікується, що збільшення обсягів виробництва призведе до ширшого впровадження, особливо в архітектурах електромобілів класу 800 В.

Пристрої потужності на основі GaN набирають популярність у споживчих швидких зарядних пристроях та джерелах живлення дата-центрів завдяки своїй ефективності та швидкості перемикання. Navitas Semiconductor та Transphorm, Inc. розширюють можливості масового виробництва GaN-на-Si силових ІС. Станом на 2025 рік досягнення в виготовленні пластин та зменшенні дефектів покращують вихід та структури витрат, відкриваючи GaN для застосувань з високою потужністю, таких як промислові приводи та інвертори, прив’язані до мережі.

У сфері 5G та далі сполучні напівпровідники з високими з’єднаннями є критично важливими для модулів радіочастотного (RF) переднього кінця та масивних антен MIMO. Qorvo, Inc. та Skyworks Solutions, Inc. нарощують виробництво HEMT GaN та GaAs для базових станцій 5G та інфраструктури. У 2025 році комерційні впровадження 5G-Advanced та дослідження 6G сприяють попиту на більш високочастотні, більш потужні RF-компоненти, при цьому сполучні напівпровідники забезпечують роботу на міліметрових хвильових діапазонах.

Апаратне забезпечення AI, зокрема прискорювачі обчислень високої продуктивності та пристрої на краю, починає використовувати швидкість та теплові переваги сполучних напівпровідників. У 2024 році NXP Semiconductors N.V. та Infineon Technologies AG представили нові рішення на основі GaN для інференції AI та бездротової обробки на краю, з подальшими впровадженнями продуктів, які очікуються в наступні кілька років в міру зрілості технологій виготовлення.

Дивлячись у майбутнє, наступні кілька років стануть свідками продовження інвестицій у виробництво 200 мм пластин, вертикальні архітектури пристроїв та гетерогенну інтеграцію — тенденції, підтримувані провідними виробниками та галузевими консорціумами. Ці досягнення, як очікується, зроблять сполучні напівпровідники з високими з’єднаннями ключовими для електрифікації, з’єднання та інтелектуальних систем майбутнього.

Динаміка ланцюга постачань та виклики з постачанням матеріалів

Виготовлення сполучних напівпровідників з високими з’єднаннями — таких як ті, що базуються на нітриді галюмію (GaN), карбіді кремнію (SiC) та арсенід галюмію (GaAs) — підкріплюється складним, глобально розподіленим ланцюгом постачань. Станом на 2025 рік сектор стикається з постійними та новими викликами, пов’язаними з постачанням матеріалів, геополітичними впливами та масштабуванням потужностей для високопродуктивних застосувань у автомобільній, електроніці потужності та комунікаціях.

Значним вузьким місцем у ланцюзі постачань залишається постачання високочистих сировин, особливо галюмію, субстратів карбіду кремнію та рідкоземельних елементів. Наприклад, галюмій, критично важливий для пластин GaN та GaAs, переважно виробляється як побічний продукт обробки бокситів, причому Китай контролює понад 90% світового виробництва. Нещодавні експортні обмеження та волатильність цін змусили виробників, таких як Kyocera Corporation та Nichia Corporation, диверсифікувати постачання та інвестувати в ініціативи з переробки, щоб зменшити ризики.

Виробництво пластин SiC є ще одним фокусом, оскільки попит автомобільного сектора на ефективну електроніку потужності зростає. Постачальники, такі як Wolfspeed та Okmetic, розширюють потужності новими заводами в США та Європі, прагнучи вирішити проблеми з нестачею та зменшити залежність від азійських постачальників. Однак енергомісткий та технічно вимогливий характер вирощування бездефектних кристалів SiC сприяє тривалим термінам виконання та високим витратам.

Складність поглиблюється необхідністю в ультрачистих прекурсорних хімікатах та спеціалізованих епітаксійних інструментах, які постачаються з вузького кола постачальників, таких як AZ Electronic Materials та ams OSRAM. Порушення в логістиці або виробництві на будь-якому рівні можуть призвести до каскадних наслідків, впливаючи на графіки виготовлення пристроїв нижче по ланцюгу.

Щоб стабілізувати ланцюги постачань, провідні виробники укладають довгострокові угоди на постачання та вертикально інтегрують upstream процеси. Наприклад, Infineon Technologies AG оголосила про інвестиції в обробку пластин у власному виробництві та прямі відносини з виробниками сировини, щоб забезпечити безпеку постачання, особливо для пристроїв SiC автомобільного класу.

Дивлячись у наступні кілька років, галузеві прогнози є обережно оптимістичними. Продовження інвестицій у переробку, альтернативні матеріали та регіональну диверсифікацію, як очікується, полегшить деякі тиски. Однак сектор повинен залишатися пильним, оскільки подальші геополітичні зміни або порушення можуть швидко вплинути на делікатний баланс між постачанням та попитом на матеріали сполучних напівпровідників з високими з’єднаннями.

Конкурентне середовище: Стратегічні кроки та партнерства

Конкурентне середовище виготовлення напівпровідників з високими з’єднаннями зазнає помітних змін у 2025 році, оскільки основні гравці галузі активізують стратегічні альянси, інвестиції та обмін технологіями, щоб задовольнити зростаючий попит на високопродуктивні пристрої в електроніці потужності, автомобільній промисловості та 5G-застосуваннях. Ключові виробники використовують партнерства для прискорення інновацій, масштабування виробництва та забезпечення ланцюгів постачання в умовах постійного глобального дефіциту чіпів.

На початку 2025 року Infineon Technologies AG оголосила про значне розширення своїх потужностей у галузі сполучних напівпровідників в Австрії, зосереджуючи увагу на пристроях SiC та GaN з високими з’єднаннями. Цей крок доповнює триваючі співпраці Infineon з автомобільними OEM та постачальниками модулів потужності для адаптації рішень наступного покоління для електромобілів та систем відновлювальної енергії. Аналогічно, Wolfspeed, Inc. продовжує масштабувати свій завод у Могавк Велі в Нью-Йорку, який призначений для виробництва 200 мм пластин SiC, що дозволяє досягати вищих виходів та знижувати витрати на компоненти з високими з’єднаннями. Компанія також уклала багаторічні угоди на постачання з партнерами автомобільної та промислової галузей, щоб забезпечити доступ до передових пристроїв SiC.

Азійські литейні заводи також роблять стратегічні кроки. Cree, Inc. (що працює як Wolfspeed) та ROHM Co., Ltd. поглибили свою співпрацю, спільно інвестуючи в нові виробничі лінії для MOSFET SiC з високою напругою та діодів Шотткі. Тим часом ON Semiconductor розширила своє партнерство з VNPT Technology у В’єтнамі, прагнучи локалізувати частини свого ланцюга постачань пристроїв GaN та зміцнити регіональну стійкість.

В Європі STMicroelectronics та GLOBALFOUNDRIES завершили свою спільну інвестицію в новий завод з виробництва 300 мм пластин у Франції, орієнтуючись на традиційні та сполучні напівпровідникові ринки. Очікується, що на цьому заводі розпочнеться пілотне виробництво сучасних пристроїв SiC та GaN з високими з’єднаннями до кінця 2025 року, підтримуване багаторічними зобов’язаннями купівлі від основних автомобільних та промислових клієнтів.

Дивлячись у майбутнє, сектор спостерігає за збільшенням формування консорціумів та державно-приватних партнерств, які часто підтримуються національним та європейським фінансуванням, щоб зміцнити стратегічну автономію Європи та Азії у виготовленні сполучних напівпровідників. Очікується, що ці співпраці прискорять цикли інновацій, сприятимуть зниженню витрат та забезпечать стабільний розвиток можливостей виробництва пристроїв з високими з’єднаннями до кінця 2020-х років.

Оновлення регуляторних норм та стандартів (2025 рік та далі)

Регуляторний ландшафт для виготовлення сполучних напівпровідників з високими з’єднаннями готовий до значних змін у 2025 році та наступні роки, зумовлених розширенням ролі сектора в електроніці, комунікаціях та автомобільних застосуваннях наступного покоління. Регуляторні органи та організації зі стандартизації реагують на унікальні екологічні, ланцюгові та технічні виклики, які постають перед сучасними сполучними напівпровідниками, такими як нітрид галюмію (GaN), фосфід індію (InP) та карбід кремнію (SiC), які використовуються в високопотужних та високочастотних застосуваннях.

Однією з найбільш помітних регуляторних тенденцій на 2025 рік є посилення експортного контролю та контролю за ланцюгами постачання, особливо оскільки сполучні напівпровідники вважаються критично важливими для національної безпеки та лідерства в галузі високих технологій. Бюро промисловості та безпеки США (BIS) продовжує оновлювати свій Список контролю за торгівлею, з недавніми доповненнями, що стосуються конкретного обладнання для виробництва III-V та широкозонних напівпровідників та прекурсорних матеріалів. Ці оновлення мають на меті захистити чутливі технології, забезпечуючи при цьому продовження співпраці з союзними державами.

На екологічному фронті Агентство з охорони навколишнього середовища США (EPA) та Європейське агентство з хімікатів (ECHA) посилюють контроль за небезпечними речовинами, що беруть участь у виробництві сполучних напівпровідників, такими як сполуки арсену та галюмію. Нові та майбутні директиви вимагатимуть від виробників впровадження сучасних систем управління відходами, контролю викидів та протоколів безпеки працівників, узгоджуючи їх з більш широкими цілями сталого розвитку, визначеними Зеленою угодою Європейського Союзу та положеннями про сталий розвиток Закону США про CHIPS та науку.

Органи стандартизації також прискорюють зусилля зі стандартизації технічних специфікацій у галузі. Програма міжнародних стандартів SEMI розширила свій обсяг за межі кремнію, щоб охопити нові метрики контролю процесів, параметри якості пластин та методології тестування на надійність, адаптовані для сполучних напівпровідників з високими з’єднаннями. Зокрема, нові оновлені стандарти SEMI MS тепер враховують унікальні термічні та електричні властивості субстратів SiC та GaN, що сприяє взаємодії та забезпеченню якості в глобальних ланцюгах постачання.

Дивлячись у майбутнє, проактивна участь лідерів галузі, таких як Cree | Wolfspeed, onsemi та Infineon Technologies AG, у регуляторних обговореннях та консорціумах буде критично важливою для навігації в умовах змінюваних вимог до дотримання. Ці компанії активно беруть участь у формуванні майбутніх стандартів для надійності пристроїв, відстежуваності та сталого розвитку. Оскільки складність регуляцій зростає, співпраця між виробниками, організаціями зі стандартизації та урядами буде необхідною для забезпечення того, щоб інновації в сполучних напівпровідниках з високими з’єднаннями могли продовжуватися без зайвих перешкод, зберігаючи при цьому безпеку, надійність та екологічну відповідальність.

Тенденції інвестицій та можливості фінансування

Інвестиційна активність у виготовленні сполучних напівпровідників з високими з’єднаннями посилюється у 2025 році, підштовхувана попитом на електроніку потужності наступного покоління, інфраструктуру 5G/6G, електромобілі та сучасну фотоніку. Ключові матеріали, такі як нітрид галюмію (GaN), карбід кремнію (SiC) та фосфід індію (InP), перебувають на передньому плані завдяки своїй вищій рухливості електронів та тепловій продуктивності в порівнянні з традиційним кремнієм.

Основні виробники напівпровідників нарощують свої капітальні витрати та укладають нові партнерства для розширення виробничих можливостей. На початку 2025 року Wolfspeed оголосила про продовження інвестицій у свій завод з виробництва 200 мм пластин SiC у Нью-Йорку, спираючись на свої попередні зобов’язання у розмірі 1,3 мільярда доларів для масштабування виробництва SiC. Аналогічно, Infineon Technologies AG збільшує інвестиції у свій завод у Кулімі, Малайзія, з акцентом на розширення виробництва пристроїв SiC та GaN для автомобільної та відновлювальної енергетики.

Венчурний капітал та державне фінансування також надходять у сектор. Закон США про CHIPS та науку, а також ініціативи Європейського Союзу спрямовують мільярди на стимули та гранти для сучасного виробництва сполучних напівпровідників. Наприклад, onsemi отримала федеральну підтримку для прискорення розширення своїх потужностей SiC у США, намагаючись досягти більшої стійкості ланцюга постачання та внутрішнього виробництва пристроїв з високими з’єднаннями.

Стартапи приваблюють значне фінансування на ранніх етапах, особливо ті, що розробляють нові технології епітаксійного зростання або архітектури пристроїв з високою ефективністю. Нещодавні раунди фінансування, очолювані стратегічними інвесторами — включаючи основних гравців, таких як STMicroelectronics та NXP Semiconductors — сприяють інноваціям у вертикальних GaN та ультрависоковольтних SiC транзисторах.

Дивлячись у майбутнє, аналітики галузі очікують стабільного зростання інвестицій до 2027 року, при цьому глобальна потужність сполучних напівпровідників з високими з’єднаннями, як очікується, подвоїться з рівня 2023 року. Державно-приватні партнерства та спільні підприємства, такі як ті, що між ROHM Semiconductor та автомобільними OEM, очікується, що будуть розширюватися, особливо в регіоні Азії та Тихого океану, який швидко розширює виробничу інфраструктуру для підтримки електричної мобільності та модернізації мережі.

В цілому, міцне фінансування сектора сполучних напівпровідників, підтримуване прямими інвестиціями від усталених виробників та скоординованою державною політикою, має прискорити масштабування та технологічний прогрес у виготовленні пристроїв з високими з’єднаннями протягом наступних кількох років.

Перспективи: Руйнівні тенденції та довгострокові сценарії

Ландшафт виготовлення сполучних напівпровідників з високими з’єднаннями готовий до трансформаційних змін до 2025 року та наступних років, з кількома руйнівними тенденціями, які формують довгострокові сценарії галузі. Центральною темою цієї еволюції є зростаючий попит на сучасну електроніку потужності, високочастотні комунікації та оптоелектронні пристрої, що сприяє інноваціям у матеріалах, архітектурах пристроїв та виробничих процесах.

Однією з найзначніших тенденцій є поширення матеріалів з широкою забороненою зоною — особливо нітриду галюмію (GaN) та карбіду кремнію (SiC) — які дозволяють досягати вищих напруг з’єднання, покращеної теплової продуктивності та більшої енергетичної ефективності в порівнянні з традиційними пристроями на основі кремнію. Основні виробники, такі як Cree | Wolfspeed та onsemi, розширюють свої виробничі потужності з новими заводами та вдосконаленнями процесів, щоб задовольнити зростаючий попит на автомобільних, відновлювальних енергетичних та дата-центричних ринках. Наприклад, Cree | Wolfspeed нещодавно відкрила новий завод з виробництва пластин SiC, прагнучи значно збільшити вихід пристроїв потужності з високими з’єднаннями протягом наступних кількох років.

Одночасно, досягнення в технологіях епітаксійного зростання — таких як металорганічне хімічне осадження (MOCVD) та молекулярний пучковий епітаксіс (MBE) — дозволяють виготовляти пристрої з все більш складними архітектурами багатоз’єднань. Це особливо актуально для високоефективних сонячних батарей та світлодіодів наступного покоління, де багатошарові структури сполучних напівпровідників є ключовими для підвищення продуктивності. Провідні постачальники обладнання, такі як Veeco Instruments Inc., активно розробляють нові платформи MOCVD, оптимізовані для виробництва пристроїв з високими з’єднаннями, очікуючи на ширше впровадження в галузі.

Інтеграція сполучних напівпровідників на кремнієвих субстратах є ще одним новим фронтом. Компанії, такі як STMicroelectronics, просувають технології гетерогенної інтеграції, які обіцяють поєднати високу продуктивність сполучних напівпровідників з економічною ефективністю та масштабованістю кремнієвих заводів. Цей підхід, як очікується, відіграє критичну роль у комерціалізації RF-компонентів 5G/6G та сучасних сенсорних масивів.

Дивлячись у майбутнє, глобальний ланцюг постачань ключових сировин — таких як високочисті субстрати GaN та SiC — залишиться в центрі уваги. Гравці галузі, включаючи Coherent (раніше II-VI Incorporated), нарощують виробництво субстратів та інвестують у технології зростання кристалів, щоб вирішити передбачувані нестачі та забезпечити якісну стабільність.

Підсумовуючи, наступні кілька років стануть свідками виготовлення сполучних напівпровідників з високими з’єднаннями, що підштовхується інноваціями в матеріалах, інтеграцією процесів та масштабуванням сучасного виробництва. Ці тенденції не лише порушать існуючі ринки, але й відкриють нові застосування в енергетиці, мобільності та комунікаціях, закладаючи основу для довгострокової трансформації галузі.

Джерела та посилання

• Wolfspeed
• imec
• ams OSRAM
• ROHM Semiconductor
• Wolfspeed
• Infineon Technologies AG
• STMicroelectronics
• NXP Semiconductors
• Асоціація напівпровідникової промисловості
• IQE
• Skyworks Solutions, Inc.
• Nichia Corporation
• Okmetic
• Бюро промисловості та безпеки США (BIS)
• Європейське агентство з хімікатів (ECHA)
• Veeco Instruments Inc.