Fabricantes de chips de carburo de silicio

El carburo de silicio se ha convertido en un material cada vez más popular para las aplicaciones de semiconductores de potencia debido a su capacidad para soportar mayores demandas de voltaje. Bosch ha invertido recientemente unos 1.500 millones de dólares para modernizar sus instalaciones de Roseville (California) y empezar a producir chips de SiC en obleas de 200 mm.

Otros grandes fabricantes de chips, como Infineon Technologies y Onsemi, también están ampliando sus capacidades de producción para aprovechar al máximo el potencial de la tecnología de banda ancha para reducir costes y mejorar la eficiencia.

Wolfspeed

Wolfspeed es pionera de la tecnología de semiconductores de carburo de silicio y está llamada a liderar su transición desde los chips de silicio tradicionales en varios mercados clave. La empresa, que cuenta con la ventaja de ser pionera y una amplia cartera de patentes, ya tiene clientes importantes y está construyendo nuevas plantas para satisfacer la creciente demanda; además, Wolfspeed ha firmado importantes contratos con fabricantes de equipos originales que están impulsando su rápida expansión.

Wolfspeed ha desarrollado un proceso innovador para cultivar cristales de carburo de silicio en obleas que luego se transforman en chips, haciéndolos más eficientes que los chips de silicio convencionales y capaces de funcionar a voltajes más altos, lo que reduce las pérdidas eléctricas y prolonga la vida útil de las baterías de los coches eléctricos. Además, su mayor potencia permite un cableado más fino y componentes más pequeños, lo que reduce aún más los costes de fabricación y el peso.

Wolfspeed también ha dado pasos significativos hacia la firma de un acuerdo de suministro a largo plazo con uno de los principales proveedores de automoción, apoyando los acuerdos firmados recientemente con Renesas e Infineon, al tiempo que impulsa un progreso significativo hacia su estrategia de crecimiento a largo plazo. Para satisfacer la creciente demanda de sus chips de carburo de silicio, Wolfspeed está ampliando sus instalaciones, incluida la construcción de una fábrica de materiales multimillonaria en su sede de Durham, Carolina del Norte, que multiplicará por diez su capacidad de producción y producirá obleas de mayor tamaño que las de 150 mm (8 pulgadas) utilizadas actualmente en la fabricación de semiconductores.

Esta inversión mejorará los rendimientos y reducirá los costes, impulsando la rentabilidad. Además, ofrecen a sus empleados paquetes de prestaciones competitivos, como planes de salud y jubilación.

Wolfspeed ha ampliado significativamente su cuota de mercado en el sector de los dispositivos de potencia como resultado de sus inversiones, atrayendo más inversiones y experimentando un crecimiento de los ingresos más rápido que su sector. Esperan que su empresa experimente una rápida expansión en los próximos años y debería obtener beneficios sustanciales; sin embargo, esta inversión requiere una inmensa cantidad de capital que puede dar lugar a flujos de caja libres negativos inicialmente, pero que deberían mejorar a medida que se construyan sus instalaciones.

STMicroelectronics

STMicroelectronics es una empresa internacional de semiconductores que diseña y fabrica una amplia variedad de productos. Con más de 60 años de historia, la empresa tiene una fuerte presencia tanto en la industria como en el sector de la electrónica de consumo, del que es uno de sus principales proveedores. STMicroelectronics cuenta con fábricas en todo el mundo: Catania (Italia), Muar (Malasia), Shenzhen (China) y Singapur. Además, cotiza en las bolsas de Nueva York y París, lo que facilita su acceso global.

STMicroelectronics lanzó sus primeros dispositivos de carburo de silicio en 2004, tras una intensa labor de investigación y desarrollo, y desde entonces ha ido ampliando su cartera de diodos de SiC de media y alta tensión, MOSFET y otros semiconductores de potencia. Además, STM ofrece soluciones personalizadas de gestión de potencia basadas en SiC y diseñadas para aplicaciones específicas.

La producción actual de productos STPOWER SiC en Catania y Ang Mo Kio se compone de dos líneas de obleas de 150 mm; el ensamblaje y las pruebas de los productos finales se realizan en las plantas de Shenzhen y Bouskoura, respectivamente. En el futuro, los planes prevén aumentar la capacidad de producción de 200 mm y, al mismo tiempo, incrementar el abastecimiento interno de sustratos hasta 40% en 2024.

Los dispositivos de alimentación basados en SiC presentan varias ventajas claras sobre los dispositivos de silicio, como una mayor eficiencia, tiempos de conmutación más rápidos, menores pérdidas y menores necesidades de gestión térmica. Estas características hacen que los dispositivos de SiC sean ideales para muchas aplicaciones de gestión de potencia, especialmente en mercados de alto crecimiento como la movilidad eléctrica y los procesos industriales, al tiempo que pueden integrarse fácilmente en los diseños existentes sin necesidad de modificaciones significativas, lo que se traduce en plazos de entrega más cortos y un importante ahorro de costes.

Las soluciones energéticas basadas en carburo de silicio para uso en automoción están revolucionando los diseños al crear modelos más pequeños, ligeros y compactos, al tiempo que aumentan la eficiencia y la rentabilidad de convertir la energía eléctrica en movimiento. También son pioneras en nuevas tecnologías energéticas más ecológicas.

STMicroelectronics ha creado con éxito un ecosistema global en torno a la tecnología del carburo de silicio, y esta última inversión subraya ese compromiso. La planta contará con herramientas de procesamiento avanzadas y una nueva línea de obleas, lo que dará a STMicroelectronics la capacidad de ofrecer a sus clientes una amplia variedad de dispositivos de carburo de silicio.

Sobre semiconductores

Los semiconductores de carburo de silicio (SiC) se han convertido en una parte indispensable de los circuitos de potencia de los vehículos eléctricos (VE) por su amplia banda de separación, su estructura reticular estable y su excelente conductividad térmica en comparación con la tecnología del silicio. Además, a diferencia del silicio, que se degrada con la exposición a la radiación a lo largo del tiempo, el SiC sigue siendo adecuado para aplicaciones espaciales y nucleares, lo que impulsa aún más la demanda de chips de SiC.

El carburo de silicio (SiC) es un material versátil capaz de soportar altas temperaturas, tensiones y frecuencias, características que lo hacen adecuado para dispositivos electrónicos de potencia como convertidores, inversores, fuentes de alimentación y cargadores de baterías. Se prevé que los chips de SiC alcancen los 1.300 millones de euros en todo el mundo en 2027, siendo la electrónica de potencia la que ostente la mayor cuota de mercado debido a la creciente necesidad de vehículos eléctricos que requieren chips más potentes.

Microchip es un proveedor líder del sector de productos de carburo de silicio. Su amplia gama de productos discretos y modulares puede encontrarse en aplicaciones de automoción, industria, transporte y telecomunicaciones, como automóviles, maquinaria industrial y telecomunicaciones. Con sede en EE.UU. y operando en todo el mundo desde 1996, sus actividades principales incluyen el diseño, desarrollo y fabricación de componentes electrónicos orientados a la fiabilidad a largo plazo con costes y tamaños reducidos; así como una amplia cartera de servicios y asistencia que incluye servicios de diseño, sesiones de formación y asistencia técnica.

Algunos fabricantes de chips atraviesan dificultades debido a la COVID-19 pandemia y al lento crecimiento económico; otros encuentran alivio en las ventas de vehículos eléctricos. Esta tendencia ha estimulado el aumento de las inversiones en el desarrollo de nuevas tecnologías; como resultado, las empresas se están preparando para satisfacer la creciente demanda de semiconductores de potencia.

ON Semiconductors es uno de los principales proveedores de semiconductores de SiC y lleva varios años registrando ingresos y beneficios sólidos. La empresa ha realizado importantes inversiones en una fábrica avanzada en Bucheon (Corea del Sur) que producirá más de un millón de obleas de 200 mm al año; además, cuenta con varias fábricas en todo el mundo capaces de producir obleas de SiC. Hassane El-Khoury, Consejero Delegado de la empresa, afirmó que podrían construirse nuevas fábricas si la demanda sigue creciendo, pero cree que centrarse en las plantas existentes es la mejor manera de aumentar la producción de forma eficaz.

GT Tecnologías Avanzadas

GT Advanced Technologies se fundó en 1994 como empresa tecnológica dedicada a la producción de materiales y equipos de crecimiento de cristales para las industrias solar, de diodos emisores de luz (LED), electrónica y optoelectrónica. GT produce sistemas de procesamiento de polisilicio y sistemas de producción de filamentos; reactores de triclorosilano; hornos de crecimiento de cristales de zafiro, así como productos y servicios de carburo de silicio, como SiC de 150 mm y 200 mm listo para obleas; además, ofrece soluciones tecnológicas innovadoras para los mercados de semiconductores de potencia y optoelectrónica.

La sede de GT Advanced se encuentra en Hudson, New Hampshire. El 26 de junio de 2018 GT Advanced celebró la gran inauguración de su vanguardista planta de fabricación de carburo de silicio (SiC). Asistieron funcionarios locales y federales, así como empleados y accionistas. Esta instalación producirá grandes cantidades de SiC para su uso en aplicaciones electrónicas de alta potencia.

La adquisición de GT Advanced por parte de Onsemi supone una vuelta a la integración vertical ante el aumento de la demanda de chips de SiC. Para fabricar chips de SiC, empresas como Onsemi deben abastecerse primero de discos en bruto, denominados obleas, a través de uno de un número limitado de productores; antes del acuerdo con GT Advanced, Onsemi, con sede en Phoenix, recurría exclusivamente a Cree Inc (CREE).

La adquisición de GTAT por parte de Onsemi amplía su capacidad para asegurar y ampliar el suministro de SiC, un componente esencial en los semiconductores de nueva generación que aportan ventajas técnicas y eficiencia de sistemas en numerosas aplicaciones, como vehículos eléctricos, infraestructuras de carga e infraestructuras energéticas. Trabajando juntos, los expertos de onsemi y GTAT pueden acelerar el desarrollo del SiC y satisfacer al mismo tiempo la creciente demanda de los clientes de dispositivos de potencia más inteligentes que contribuyan a unos ecosistemas sostenibles.