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SiC-Halbleiterbranche trotz Covid-19-Pandemie sehr robust

25. November 2020, 13:00 Uhr   |  Ralf Higgelke

SiC-Halbleiterbranche trotz Covid-19-Pandemie sehr robust
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In dieser Reihenfolge breitet sich der Markt für SiC-Bauelemente auf verschiedene Anwendungsbereiche aus.

Trotz der Auswirkungen der Covid-19-Pandemie prognostizieren die Analysten von Yole – angetrieben von der Elektromobilität – ein jährliches Wachstum für SiC-Leistungshalbleiter von über 30 Prozent. In diesem dynamischen Umfeld ordnen sich auch die Allianzen und Lieferketten neu, besonders in China.

»SiC-Technologien gewinnen das Vertrauen zahlreicher Kunden und dringen in unterschiedliche Anwendungen ein«, stellt Dr. Ezgi Dogmus, leitende Analystin des Teams für Verbindungshalbleiter und neue Substrate bei Yole Développement (Yole), fest. Laut deren Report Power SiC: Materials, Devices and Applications 2020 soll der Gesamtmarkt für Siliziumkarbid-Bauelemente zwischen 2019 und 2025 jährlich um die 30 Prozent wachsen (Bild 1).

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Bild 1: Die jährliche Wachstumsrate (CAGR) von rund 30 Prozent bei SiC-Bauelementen wird maßgeblich getrieben von der Elektromobilität.

Trotz des Covid-19-Ausbruchs ist der Markt für Elektro- und Plug-in-Hybridfahrzeuge im Hinblick auf SiC nicht zurückgegangen. Zahlreiche Fahrzeughersteller setzen weiterhin auf diskrete SiC-Bausteine oder -Module für ihre Modelle der nächsten Generation in Hauptwechselrichtern, On-Board-Ladegeräten (OBC)  und DC-DC-Wandlern ein. In diesem Zusammenhang erwarten die Analysten, dass der SiC-Automobilmarkt im Jahr 2025 mit einer jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 38 Prozent die Schwelle von 1,5 Mrd. US-Dollar überschreiten wird.

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Bild 2; In dieser Reihenfolge breitet sich der Markt für SiC-Bauelemente auf verschiedene Anwendungsbereiche aus.

Neben Anwendungen im Fahrzeug ist Siliziumkarbid auch für den deutlich wachsenden Markt für Lade-Infrastruktur von großem Interesse. Es wird erwartet, dass der Markt im Jahr 2025 den Wert von 225 Mio. US-Dollar mit eine jährlichen Wachstumsrate zwischen 2019 und 2025 von 90 Prozent erreicht. Neben dem Automobilbereich werden auch Anwendungen wie Fotovoltaik, Schienenverkehr und Antriebstechnik zwischen 2019 und 2025 ein zweistelliges CAGR aufweisen (Bild 2).

Status der SiC-Branche

Im Jahr 2018 führten die steigende Nachfrage sowie der Umstieg von 4-Zoll- auf 6-Zoll-Wafer zu einer Verknappung. Somit wurde die Sicherung der Versorgung mit Rohwafern für die Bauteilhersteller zur Priorität.

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Bild 3: So soll sich der Umsatz und die Gewinne für Leistungsbauelemente aus Siliziumkarbid verhalten.

»Angesichts der steigenden Nachfrage haben Wafer-Anbieter wie Cree, II-VI, SiCrystal, Tankeblue, SiCC und zahlreiche andere stark in die Erweiterung ihrer Kapazitäten investiert«, so Poshun Chiu, Technologie-und Marktanalyst für Verbindungshalbleiter und neue Substrate bei Yole. »Zahlreiche Bauteilhersteller wie STMicroelectronics, Infineon und ON Semiconductor haben mit Cree, SiCrystal und GTAT mehrere langfristige Vereinbarungen zur Versorgung mit Wafers unterzeichnet. Parallel dazu hat die koreanische SK Siltron das Wafer-Geschäft von Dupont übernommen und STMicroelectronics hat den Wafer-Hersteller Norstel übernommen.« Darüber hinaus schloss GTAT als einziger Anbieter von SiC-Boules im Jahr 2020 Lieferverträge mit ON Semiconductor und Infineon ab.

Nach den Spannungen im Handel zwischen den USA und China beschleunigten chinesische Anbieter ihren Plan, eine innerstaatliche Lieferkette zu entwickeln. Sanan, Tankeblue, SICC und andere chinesische Unternehmen investierten mehr als 2 Mrd. US-Dollar in die Fertigung von Roh- und Epi-Wafern sowie in das Packaging.

Im Jahr 2020 gelang dem Substratlieferanten II-VI ein wichtiger Schritt zur vertikalen Integration im SiC-Modulgeschäft. Durch die Übernahme von Ascatron und Innovion sowie die Lizenzierung der SiC-Modultechnologie von GE hat II-VI die Fertigungsschritte für Epitaxie und Bauelemente ins Unternehmen holte. II-VI verfolgte offensichtlich die Strategie, neue Geschäfte auf dem wachsenden Markt für Module zu sichern.

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Bild 4: In diesen firmenübergreifenden Zusammenarbeiten entstehen SiC-Module für die Elektromobilität.

»Der SiC-Markt ist sehr dynamisch, da zahlreiche Investitionen sowie Partnerschaften die Produkteinführungszeit beschleunigen«, schließt Ahmed Ben Slimane, Technologie- und Marktanalyst für Verbindungshalbleiter und neue Substrate bei Yole. Im Hinblick auf das Modulgeschäft ist Cree im Zeitraum zwischen 2019 und 2020 für SiC-basierte Antriebssysteme für Elektroautos und -busse eine Partnerschaft mit StarPower, ABB, ZF und Delphi eingegangen. Rohm hat sich mit Vitesco und Leadrive Technologies zusammengetan, um gemeinsam an SiC-Antriebslösungen zu arbeiten (Bild 4). Auch Bosch, der Tier-1-Player aus dem Automobilbereich, entwickelt intern SiC-Module.

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