シリコンカーバイド（SiC）市場レポート 2023-2024

Silicon Carbide Market Report 2023-2024

半導体デバイスの製造に使用されるシリコンカーバイド(SiC)ウェハに関するTECHCETのスペシャルレポートには、市場促進要因、ウェハ予測、ウェハ製造状況、サプライヤーの活動などが含まれています。また、本... もっと見る

出版社	出版年月	電子版価格	ページ数	言語
Techcet テクセット社	2023年3月20日	US$8,900 サイトライセンスライセンス・価格情報注文方法はこちら	84	英語

目次
プレスリリース

サマリー

半導体デバイスの製造に使用されるシリコンカーバイド(SiC)ウェハに関するTECHCETのスペシャルレポートには、市場促進要因、ウェハ予測、ウェハ製造状況、サプライヤーの活動などが含まれています。また、本レポートには、製造コスト、ウェハ製造施設の建設に必要な消耗品および設備投資コストなど、ウェハ製造に関する包括的な考察も含まれています。

本レポートの対象者 チップファブリケーター、SiCウェハメーカー、投資家、政策立案者。増大する世界的需要に対応するSiCデバイスとウェハを計画し、供給するために、この重要な一連の情報が必要です。

本レポートは、半導体デバイスの製造に使用されるシリコンカーバイド（炭化ケイ素、SiC）ウェハに焦点を当て、市場促進要因、ウェハ予測、ウェハ製造状況、サプライヤの活動を含みます。さらに、製造コストや、ウェハ製造施設の建設に必要な消耗品や資本支出の見積もりに必要なものなど、ウェハ製造に関する包括的な考察も行っています。

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3.1 SiC 最終用途市場の促進要因 15
3.1.1 市場牽引要因電気自動車と充電ステーション 17
3.1.2 市場牽引要因データセンターとパワーデバイス 21
3.1.3 市場牽引要因 5G通信 25
3.2 半導体デバイス製造市場の促進要因 26
3.2.1 インバーターモジュール 27
3.2.2 パワーデバイス予測（ダイオードとMOSFET） 27
3.2.3 パワーインバーターモジュール（EV用） 29
3.3 SiC市場牽引要因のまとめ 29
3.4 潜在的破壊技術：GaN、酸化Ga 29

4 シリコンカーバイドの市場展望 31

4.1 経済・産業動向 31
4.2 SiCウェハーの予測 33
4.2.1 N型ウェハーの予測 34
4.2.2 半絶縁性ウェハーの予測 36
4.3 SiCウェハーのサプライヤーと市場シェア 37
4.4 サプライヤーの活動-M&A 39
4.5 地域と世界の動向に関するコメント 39

5 SiCウェハーの製造コストと考察 41

5.1 半導体基板としてのSiCの簡単な歴史 41
5.2 SiCの材料特性 44
5.3 SiCウェハープロセスフロー 46
5.3.1 SiCウェハーのシーケンス 46
5.3.2 SiCブールの成長 47
5.4 SiCウェハー製造コスト内訳 48
5.4.1 SiC炉能力計画 51
5.4.2 SiC結晶成長消耗品 53
5.4.3 外径研磨（必要に応じてパック研磨も） 54
5.4.4 ウェーハスライス 57
5.4.5 エッジ研磨 61
5.4.6 プレ研磨 64
5.4.7 研磨/CMPとクリーニング 69
5.4.8 エピタキシー 73
5.4.9 プロセス装置のOEM状況に関するコメント 74

6 サプライチェーンと企業プロファイル 76

6.1 原材料への依存と懸念 76
6.2 SiCウェハー・サプライヤー 77
6.3 SiCデバイスメーカー 78
6.4 プロセス装置サプライヤー（OEM） 79
6.5 SiCプロセス消耗品 80
6.6 企業プロファイル 81

7 まとめ
8 付録 84

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プレスリリース

シリコンカーバイド(SiC)ウェハーの供給が絞られる
2023年5月9日

シリコンウェーハが限界に達する中、高まる需要が続く
San Diego, CA,2023年5月9日: 半導体サプライチェーンに関するビジネスおよび技術情報を提供する電子材料アドバイザリー会社TECHCETは、一般的な世界経済および他の半導体材料市場の減速にもかかわらず、2023年まで炭化ケイ素(SiC)ウェーハの力強い成長が続くと予測している。TECHCETの新しい炭化ケイ素ウェーハ材料レポートによると、2022年のSiC N型ウェーハ生産市場は2021年比15%増の88.4万枚（150mm換算）に達する。この市場は2023年にはさらに成長し、107万2000枚（150mm換算で100万枚強）に達すると予想され、2022年比22%増となる。2022-2027年全体のCAGRは約17%と推定される。

SiCウェハーに対する高い需要は、シリコンベースのパワーデバイスが、特に高速あるいはハイパワーアプリケーションにおいて、物理的な限界に近づいていることに起因している。ワイドバンドギャップ半導体は、現在の代替半導体の中で最も有望であり、SiCは材料特性とサプライチェーンの成熟度の両面で最前線にある。さらに、電気自動車、充電インフラ、グリーンエネルギー生産、より効率的なパワーデバイス一般からの需要が、SiCの需要を押し上げている。

SiCの人気はますます高まっているが、材料の化学的特性により、ブールを実際のウェハーに加工するのは困難である。このため、SiCウエハー市場は供給不足に陥っている。過去数年間、ブールの供給を増やすために、かなりの数の企業がSiCブールの成長能力の大幅な拡張に参入または発表したが、実際にウェハー加工サービス市場に参入した企業はごくわずかであった。

このギャップの一部は、ウォルフスピード、オン・セミコンダクター、STマイクロエレクトロニクスなど、垂直統合型のSiCデバイス企業によって対処されている。また、X-trinsicやHalo Industriesのように、プロセス・サービスを提供することでこのギャップに対処しようとしている企業もある。

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Table of Contents
Press Release

Summary

TECHCET’s Special Report on Silicon Carbide (SiC) wafers used to make semiconductor devices includes market drivers, wafer forecast, wafer-making landscape, and supplier activities. This report also includes a comprehensive look at wafer making, including manufacturing costs and consumable and capital expenditures costs needed to build a wafer-making facility.

Who will benefit from this report? Chip fabricators, SiC wafer makers, investors, and policymakers. This essential set of Information is needed to plan and deliver SiC devices and wafers to meet growing global demand.

Description

This report is focused on silicon carbide (SiC) wafers used to make semiconductor devices, and includes market drivers, wafer forecast, wafer making landscape and supplier activities. Additionally, it provides a comprehensive look at wafer making including manufacturing costs as well as what is required to estimate consumable and capital expenditures needed to build out a wafer making facility.

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C#: SiC-Market-Report 032023CY

Table of Contents

1 Executive Summary 9

1.1 SiC Wafer Market Overview                        9
1.2 Silicon Carbide Market Drivers                   10
1.3 Other Wide Bandgap (WBG) Semiconductor Materials 10
1.4 Supplier Activities                              11
1.5 General Comments                                 11

2 Scope, Purpose and Methodology 13

2.1 Scope                                            13
2.2 Purpose                                          13
2.3 Methodology                                      13
2.4 Overview of Other TECHCET CMR™ Reports           14

3 SiC Wafer Market Outlook 15

3.1 Silicon Carbide End-Use Application Market Drivers 15
3.1.1 Market Driver: Electric Vehicles & Charging Stations 17
3.1.2 Market Driver: Data Centers and Power Devices 21
3.1.3 Market Driver: 5G Communications               25
3.2 Semiconductor Device Manufacturing Market Drivers 26
3.2.1 Inverter Modules                               27
3.2.2 Power Devices Forecast (Diodes and MOSFETs).   27
3.2.3 Power Inverter Modules (for EV’s)             29
3.3 Summary of SiC Market Drivers                    29
3.4 Potentially Disruptive Technologies – GaN, Ga Oxide 29

4 Silicon Carbide Market Landscape 31

4.1 Economic and Industry Trends                     31
4.2 SiC Wafer Forecast                               33
4.2.1 N-Type Wafer Forecast                          34
4.2.2 Semi-Insulating Wafer Forecast                 36
4.3 SiC Wafer Suppliers and Market Shares            37
4.4 Supplier Activities – M&A                        39
4.5 Comments on Regional and Global Trends           39

5 SiC Wafer Manufacturing Costs and Considerations 41

5.1 Brief History of SiC as a Semiconductor Substrate 41
5.2 SiC Material Properties                          44
5.3 SiC Wafering Process Flow                        46
5.3.1 SiC Wafering Sequence                          46
5.3.2 SiC Boule Growth                               47
5.4 SiC Wafer Manufacturing Cost Breakdown           48
5.4.1 SiC Furnace Capacity Planning                  51
5.4.2 SiC Crystal Growth Consumables                 53
5.4.3 OD Grinding (and puck grinding if needed)      54
5.4.4 Wafer Slicing                                  57
5.4.5 Edge Grinding                                  61
5.4.6 Pre-Polishing                                  64
5.4.7 Polishing/CMP and Cleaning                     69
5.4.8 Epitaxy                                        73
5.4.9 Comments regarding OEM landscape for process equipment 74

6 Supply Chain and Company Profiles 76

6.1 Raw Material Dependencies and Concerns           76
6.2 SiC Wafer Suppliers                              77
6.3 SiC Device Manufacturers                         78
6.4 Process Equipment Suppliers (OEM’s)             79
6.5 SiC Process Consumables                          80
6.6 Company Profiles                                 81

7 Summary and closing comments 82
8 Appendices 84

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Press Release

Silicon Carbide (SiC) Wafer Supply Gets Squeezed
May 9, 2023

Growing Demand Persists as Silicon Wafers Reach Its Limits
San Diego, CA, May 9, 2023: TECHCET — the electronic materials advisory firm providing business and technology information on semiconductor supply chains —is forecasting continued strong growth for silicon carbide (SiC) wafer through 2023, despite the slowdown in the general global economy and other semiconductor materials markets. In 2022, the SiC N-type Wafer Output Market grew ~15% over 2021, totaling 884k wafers (150 mm equivalent), as highlighted in TECHCET’s new Silicon Carbide Wafers Materials Report. This market is expected to grow even further in 2023, reaching 1072k wafers (just over 1 million 150 mm equivalent) growing ~22% over 2022, as shown below. The overall 2022-2027 CAGR is estimated to be approximately 17%.

High demand for SiC wafers comes as a result of silicon-based power devices approaching its physical limits, particularly for high-speed or high-power applications. Wide bandgap semiconductors represent the most promising of the current alternatives, and SiC is at the forefront in terms of both materials properties and supply chain maturity. Additionally, demand from electric vehicles, charging infrastructure, green energy production, and more efficient power devices in general is pushing demand higher for SiC.

While SiC is growing increasingly popular, chemical properties of the material have made it difficult to process boules into actual wafers. This has led to undersupply in the SiC wafer market. In an effort to increase boule supply over the past several years, a significant number of companies entered into or announced major expansions in SiC boule growth capacity, but very few companies have actually entered the wafering services market.

Some of this gap is being addressed by the vertically integrated SiC device companies, such as Wolfspeed, ON Semiconductor, and ST Microelectronics, who are able to balance their own production capacities internally. Other companies are attempting to address the gap by offering process services, such as X-trinsic and Halo Industries.

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