SiC專利分析突顯垂直整合供應鏈成形

作者 : Maurizio Di Paolo Emilio

根據Knowmade的SiC IP調查報告,業界多家公司致力於建立垂直整合的供應鏈,以確保長期的SiC業務穩定進展,但很少有公司在整個SiC價值鏈中開發出強大的專利組合...

隨著越來越多的電動車(EV)應用日益採納碳化矽(SiC),正持續推動SiC功率元件市場成長。2021年全球SiC功率元件市場營收超過10億美元,主要來自歐洲的意法半導體(STMicroelectronics)和英飛凌(Infineon)、美國的Wolfspeed和安森美(onsemi)以及日本的羅姆半導體(Rohm Semiconductor)、三菱電機(Mitsubishi Electric)和富士電機(Fuji Electric)等公司。

此外,Yole Développement最近預測,未來幾年SiC功率元件市場將達到數十億美元,2021年至2027年的複合年成長率(CAGR)為34%,並將在2027年達到超過60億美元的市場規模。

其他主要半導體生產國,如中國和韓國,已明確表示將發展自有的SiC產業。然而,他們要在中短期內建構功率SiC技術所需的整個供應鏈能力受到質疑,特別是在建立國產SiC晶圓供應方面。

事實上,SiC晶圓業務的進入門檻非常高,目前只有少數幾家公司有能力為功率元件製造商大量生產大面積、高品質的SiC晶圓,以滿足電動車產業的嚴格要求。

Figure 1: Main patent assignees along the power SiC supply chain.

圖 1:功率SiC供應鏈中的主要專利權人。(圖片來源:KnowMade)

技術情報與IP策略諮詢公司Knowmade近日發佈全球SiC智財權(IP)報告,從bulk SiC和外延SiC基板到SiC元件、SiC模組和SiC電路,全面分析在整個價值鏈的功率SiC專利格局。

Knowmade分析師選擇並分析了500多家不同實體提交的13,700多項專利系列(發明)。該報告從專利的角度對SiC的競爭和技術發展進行了全面分析。

「專利格局分析是一種強大的工具,可以在新興產業進入市場之前確認新的參與業者,同時也更能瞭解其於特定技術的專業知識和專有技術。」整體而言,專利活動(專利申請)反映了創新程度。

Figure 2: Geographical breakdown of main players driving SiC patent activity.

圖 2:推動SiC專利活動的主要參與業者地理分佈。(圖片來源:KnowMade)

推動SiC產業穩定供應SiC晶圓

Knowmade在報告中指出,在價值極高的襯底領域,儘管長久以來的IP參與業者Wolfspeed、SiCrystal、II-VI等廠商不斷申請新專利,顯示其技術持續進展,但日本企業住友電工Sumitomo Electric和昭和電工Showa Denko在SiC基板專利方面佔據IP優勢地位。

此外,專利格局分析並確定了bulk SiC專利格局中幾家成熟的IP參與者,他們擁有加入或分拆SiC晶圓業務新公司的專業知識和專有技術,例如2021年SKC成立Senic。尤其是在中國擁有多家從事SiC基板研發的IP業者,其中,SICC、Synlight Crystal、TankeBlue、三安(San’an)等幾家公司已在bulk SiC專利領域脫穎而出。

該專利格局分析並強調幾家針對SiC晶圓成本和可用性等問題開發突破技術的主要公司,包括Soitec、Toyota Tsusho/Kwansei Gakuin University、Sumitomo Metal Mining/Sicoxs、Infineon/Siltectra等。

Figure 3: Main Chinese patent assignees along the power SiC supply chain.圖 3:功率SiC供應鏈中的主要中國專利權人。(圖片來源:KnowMade)

以價值鏈創新抄捷徑進軍功率SiC市場

儘管許多公司都致力於建立垂直整合的供應鏈,以確保長期的SiC業務穩定進展,但除了日本的豐田(Toyota)和電裝(Denso),很少有公司在整個SiC價值鏈中開發出強大的專利組合。此外,許多公司可能並未將歐洲或中國視為其功率SiC業務的主要市場,因此需要加強其於這些地理區域的IP地位。

因此,大多數主導公司需要結合其內部創新能力與外部創新來源,例如透過併購(例如onsemi/GTAT、ST/Norstel、Wolfspeed/APEI、Danfoss / Semikron)、授權協議(例如,II-VI/GE)或IP合作(例如Toyota/Denso, Audi/ABB),以加速其SiC技術部署。

更重要的是,全球創新策略不僅對於建立垂直整合的生產線至關重要,得以因此降低供應商利潤並確保內部供應鏈;它還使參與業者的發展不受供應鏈不同層次(從材料最佳化到模組整合)的技術和成本門檻限制,。

因此,在供應鏈各個階段持有關鍵專利的老牌廠商預計可在市場上獲得長期競爭優勢,而新進業者則面臨著特別高的SiC產業進入門檻。

圖 4:主要參與業者的SiC IP專利組合。(圖片來源:KnowMade)

編譯:Echo Zhao

(參考原文:Knowmade’s SiC IP Reportby Maurizio Di Paolo Emilio)

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