2014年版 SiC単結晶市場の現状と展望

SiC単結晶は次世代パワー半導体用材料と言われて久しいが、まだその本来ポテンシャルを発揮できていない。しかし、SiCパワー半導体としてダイオードだけでなくトランジスタの量産が進むなどシリコンパワー半導体との戦いが始まっている。このSiCパワー半導体において重要な材料であるSiC単結晶について、単結晶メーカーへのヒアリングをベースにエピハウスやユーザー側などの情報を加え、現状、および今後の市場性を捉えるレポートとして発刊した。

発刊日
2014/10/07
体裁
A4 / 93頁
資料コード
C56111300
PDFサイズ
2.1MB
カテゴリ

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調査資料詳細データ

調査概要
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調査目的:SiC単結晶メーカーや事業化に向けた取り組みを進めている企業や研究機関の現在動向と今後の事業施策を調査し、更にデバイス化メーカーなどの周辺調査を加えることで、SiC単結晶市場の現状と今後の動向を把握することを目的とする。
調査対象:対象品目 →SiC単結晶、対象企業 →左記対象品目を扱う企業や研究機関、ただし海外メーカーについては国内代理店とする
調査方法:直接面談取材による
調査期間:2014年5月~2014年9月

資料ポイント
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  • MPからBPD、STDと各種欠陥議論が進むも、デバイス側評価が一番の物差し
  • エピ膜厚15μmレベルまでは標準対応、それ以上(30μm=耐圧3.3kV)へのアプローチが進む
  • 中国エピハウス台頭中、単結晶より先に中国との競争へ
  • 2.2円/mm2(6インチ)は先々目標だが、越えられるハードルに
  • SiCデバイス市場はついに急成長局面に、単結晶もこれに続く
  • 2018年、6インチ面積シェアが4インチを抜き54.9%に
  • 溶液法は4インチ以上が視野に、貼り合せによる低価格化も有効

資料概要
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第1章 SiC単結晶市場の現状と展望
第2章 SiC単結晶関連プレーヤー動向

リサーチ内容

■掲載内容

調査結果のポイント

1.市場動向
2.SiC単結晶プレーヤーの取り組み
3.展望と課題
4.総論

第1章 SiC単結晶市場の現状と展望

低損失高耐圧電子デバイス用の材料として、昇華法によるブレークスルーで市場化が進む
  【表.各種半導体材料の物性値比較】
  【表.SiC単結晶の物性特徴と適応応用製品、SiC採用メリット】
MPからBPD、STDと各種欠陥の議論が進むも、デバイス側の評価が一番の物差しに
昇華法以外のアプローチも進展、溶液法でも4インチ以上が視野に
ウエハー高品質化となるMSE法ベースのバッファ膜形成はデバイス側での効果確認ステージへコスト低減へ向け、
ウエハー貼り合せによるアプローチも妙味
エピ膜厚15μmレベル(=耐圧1,700V)までは標準的な対応が可能
それ以上(30μm=耐圧3,300V)へのアプローチが進む
中国エピタキシャルハウスの国内進出も始まる
  【表.SiC単結晶ウエハー、エピタキシャルウエハーの品質動向】
合言葉の「1インチ1万円」、当面は6インチ単結晶ウエハー価格でこれに向かう
当面は6インチ一定レベル品の安定生産が優先も、価格低下圧力は強い
2.2円/mm2(6インチにおいて)が目標、時間はかかるものの大きなハードルではなくなる
  【表.SiC単結晶ウエハー価格動向】
  【表.SiC単結晶ウエハーの面積単価動向】
主要メーカーの6インチ品が市場に出揃い、徐々に主戦場に
インチアップは他製法(昇華法以外)やエピタキシャルでも進み、既に8インチの足音も
  【表.SiC単結晶主要メーカーのウエハー口径動向(ロードマップ含む)】
SiCデバイス市場はついに急成長局面に、単結晶ウエハーもこれに続く
  【図.SiC単結晶ウエハー市場進展イメージ(デバイス含む)】
SiC単結晶全体市場はパワーデバイス用を中心に2015~2016年の高成長期に向かう
  【図.SiC単結晶市場規模推移と予測(金額ベース、2009~2020年予測)】
  【図.SiC単結晶用途分野別市場規模推移と予測(金額ベース、2009~2020年予測)】
  【表.SiC単結晶ポリタイプ×用途分野大別市場規模推移と予測(金額ベース、2009~2020年予測)】
しばらくは4インチベースの市場成長が続くが、2017年以降は6インチの存在感が増す展開に
  【表.SiC単結晶パワーデバイス+非生産分野口径別市場規模推移と予測(枚数、面積、2009~2020年予測)】
  【表.SiC単結晶パワーデバイス+非生産分野口径別面積シェア推移と予測(2009~2020年予測)】
  【表.SiC単結晶パワーデバイス+非生産分野口径別枚数シェア推移と予測(2009~2020年予測)】
  【図.SiC単結晶パワーデバイス+非生産分野口径別枚数シェア推移と予測(2009~2020年予測)】
  【図.SiC単結晶パワーデバイス+非生産分野口径別面積市場規模推移と予測(2009~2020年予測)】
Creeのシェアは低下中だが再び高シェア獲得の様相も
  【図.SiC単結晶市場メーカーシェア(トップ3金額ベース、2009年、2011年、2013年)】

第2章 SiC単結晶関連プレーヤー動向

エア・ウォーター株式会社
  8インチウエハーの量産体制を敷いて事業化を加速
  総合開発研究所に加え、SIC事業部の取り組みもスタート
  【表.エア・ウォーター安曇野工場における製造ウエハーとサイズ、能力】
  GaN下地としてメリット多いSiCウエハーの結晶化技術は世界トップレベル
  【図.SiC膜厚とSiC(111)-XRC-FWMHの関係(他社データ比較)】
  【表.GaN下地としての3C-SiC(111)on Si基板のメリット】
  【図.6インチGaN on SiC/Si基板X線ロッキングカーブ評価例】
  関連プレーヤーとの戦略的な関係構築で新技術領域の離陸を目指す

株式会社オーエステック(SICC Materials Co., Ltd)
  技術重視や慎重姿勢など日本的感覚が伺える中国メーカーの国内導入を進める4インチ「ZERO grade」品を
  中国国内及び欧州に供給中
  キャパアップに向け8万㎡の新工場が年内稼動予定
  【表.SICCの技術ベースと現行生産品、他】
  オーエステックは研磨や洗浄など関連事業も積極的に展開

昭和電工株式会社
  来るべき市場拡大期の中心プレーヤーに向けた準備が着々と進む
  重点的な育成を進める事業化プロジェクトにギアチェンジ
  高次元で品質改善を継続的に進行中
  【表.パワーデバイス向けエピウエハー標準仕様における欠陥保証値の進化具合】
  足下生産能力は2,500枚/月(4インチ換算)に、今後も市場に合わせ積極的な増強へ
  【表.事業進展状況(生産能力)】

独立行政法人情報通信研究機構
  高いポテンシャルを有する酸化ガリウムによるパワー半導体
  萌芽研究から基盤技術開発へ着実にシフトアップ
  バリガ性能指数は3,444とSiCやGaNに対して桁違いの高さ
  さらにデバイス化に向けての素性良し
  【表.各種半導体材料の材料特性と酸化ガリウムのデバイス応用に向けた素性の良さ】
  足下では複数企業も含めたプロジェクト体制に移行
  ここまでの進展具合からこの先に対しても一定の手応え
  【表.基盤技術の確立に向けての必要事項とデバイス目標】

新日鐵住金株式会社(SiC/溶液成長法)
  素性良い溶液成長法によるSiC単結晶のトップランナー
  高温融液の制御技術などをベースにTSSG法による開発が進む
  【表.新日鐵住金のSiC単結晶技術開発(溶液成長法)への経緯】
  【図.Top Seeded Solution Growth法(TSSG法)構造模式図】
  品質、スピード、口径の三拍子を揃え、今後はデバイスでの評価ステージへ
  【表.近年の事業動向(ポリタイプ、品質、生産性、口径)】
  【図.溶液成長による4H-SiC結晶中の転位密度の変化】
  【図.溶液成長法で育成した4H-SiCバルク単結晶】

新日鉄住金マテリアルズ株式会社
  国内メーカーとしての強い期待の中、顧客評価にも手応え
  6インチの高次元安定生産へ
  単結晶育成については一定の道筋
  良質な種結晶の保有と高度なプロセス条件制御、バルク~エピまでの一貫生産が強み
  【表.事業優位性】
  顧客評価にも手応え、当面は4インチと6インチの両睨み
  【表.口径別対応状況】

セラミックフォーラム株式会社(Ammono S.A.)
  単結晶3社、エピサービス2社を擁しワイドバンドギャップ半導体全域を推進
  サイクリスタル社の6インチは順次生産量アップへ
  実績有する量産技術とデバイスからの的確なフィードバックルートが強み
  転位密度二桁低いアモノ社GaN単結晶は今後のインチアップスケジュールがポイント
  将来的にはAlN単結晶にも期待
  【表.アモノ社GaN単結晶ウエハーの一般仕様】
  【図.クリスタルエヌ社のAlN単結晶概観】
  エピタキヤルサービスは欧州2社を擁し
  顧客要望に応じ、6,500V超の高耐圧デバイス用まであらゆる仕様に対応
  【表.セラミックフォーラムのワイドギャップ半導体領域ソリューション(取引企業概要)】

太平洋セメント株式会社/屋久島電工株式会社
  素性良い製法によるSiC粉末原料に新開発品加わる
  関係会社の協業で超高純度炭化ケイ素を工業生産化
  【表.超高純度炭化ケイ素の基本仕様】
  【図.粒子形状外観】
  結晶成長速度の向上に資する粉末材料を開発、最大2.2mm/hを確認
  【表.開発SiC粉体の特性(真密度、比表面積、昇華特性)】
  【表.生産体制、価格(競争力)、今後の施策】

Ⅱ-Ⅵ Incorporated/ツーシックス
  6Hだけでなく4Hでも市場トップ集団を快走
  6インチでは主体的にマーケット獲得に動いたことが奏功中
  【表.6インチウエハーの品質改善状況例(転位数ベース)】
  最大のライバルはシリコン、次なる8インチも視野に

日新電機株式会社
  SiC基板高品質化バッファ膜は技術的成果を確定させ次局面へ
  MSE法に取り組むエコトロンを吸収合併
  【図.MSE法の基板断面と構造の概念図とバッファ膜の効果イメージ】
  【表.日新電機のSiC単結晶基板高品質化バッファ膜作製手法と特徴】
  MSE法の成長メカニズムの解明を終えデバイスメーカーでの検証へ
  その先のステージは量産化技術開発
  【表.近年の事業動向(対応面積、取り組み状況など)】

株式会社ニューメタルスエンドケミカルスコーポレーション(Kyma Technologies)
  ワイドバンドギャップ半導体の市場黎明期から先端材料業界をリード
  サファイアからAlNまで広範囲なラインナップ
  【表.NMCCの取り扱いワイドバンドギャップ半導体材料】
  TanKeBlueの品質改善スピード加速化に手応え
  足元マーケットが求める6インチ化の市場投入が目標
  HexaTechのAlN単結晶は将来的なパワーデバイスへ向けたアプローチに手応え

Cree,Inc.
  6インチでの市場展開に向け磐石な体制
  全社売上は10億ドル突破後も高成長を持続
  【表.Creeセグメント別事業売上推移2010-2014
  (LED Products、Lighting products、Power and RF products)】
  6インチ品は定常的な生産へ移行し、
  LED用を含めた全ウエハー生産においても半数近くへ

Dow Corning Corporation
  4インチに続き6インチでも3グレード分け販売を開始
  最上級グレード「プライム・ウルトラ」では
  貫通螺旋転位に加え基底面転位についても厳しい規格を明示

EpiWorld international Co., Ltd
  アメリカでのベース技術を持つ中国エピハウス、6インチでは先頭集団に
  アメリカ、中国、日本の先端研究者が集結
  【図.エピタキシャル膜厚と濃度コントロールの再現性】
  【図.4インチウエハーの均一性(膜厚、ドーピング量)例】
  既にエピタキシャル装置は複数台稼動、30,000枚/年の能力を保有

株式会社MTK /Tanke Blue Semiconductor Co.,Ltd
  足下4インチのブラッシュアップを優先も、6インチ化が視界に
  中国結晶学会の先端技術力ベースのSiC単結晶メーカー
  【表.タンケブルーセミコンダクター企業概要】
  国内代理店のMTKはトータルサービス提案体制
  最近では最先端WET処理装置の市場導入も
  【表.MTK企業概要】
  通常ウエハーだけでなくアズスライス品やインゴットの提供など
  各種顧客要望に応える形で市場育成の一端を担う
  【表.4インチウエハー仕様表】
  【表.SiC販売リスト】
  当面は4インチ高品質ウエハーの定常的生産を優先
  一方6インチはついにセミコンデビューへ
  【表.口径別ウエハー品質ロードマップ(2~6インチ)】
  【表.口径別生産能力】
  MTKの各種要望を日本のパワー半導体領域の要望という形で捉え対応中

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