Terwijl Wolfspeed dreigt om te vallen, houden Infineon en STMicroelectronics koers met een gevarieerd productportfolio en hun China-voor-China-strategieën.
Wolfspeed, pionier in de markt voor siliciumcarbide chips, dreigt te bezwijken onder zijn schulden. Als het bedrijf omvalt, verliest Amerika een strategische positie in de markt voor vermogenschips voor elektrische voertuigen en energieomzetting.
In Europa is Wolfspeed niet zo bekend, maar in versterkers en andere chips op basis van siliciumcarbide is het bedrijf groter dan STMicroelectronics en Infineon. SiC is cruciaal voor de productie van energie-efficiënte aandrijflijnen voor elektrische voertuigen. Beide Europese bedrijven tekenden overeenkomsten met hun Amerikaanse tegenspeler om de aanvoer van 200mm-SiC-wafers zeker te stellen. Daarvoor heeft Wolfspeed eigen productiecapaciteit. Ook het Japanse Renesas en Rohm maakten zich de afgelopen jaren afhankelijk van Amerikaanse aanvoer van SiC-plakken.
Tesla was een vroege klant van Wolfspeed. Toen Elon Musk twee jaar geleden aankondigde minder SiC te gaan gebruiken in zijn stekkerauto’s kreeg de beurskoers van Wolfspeed een flinke tik.
Het aan de Silicon Drive in Durham, North Carolina, gevestigde bedrijf maakte al vroeg de strategische keuze om zich sterk verticaal te integreren. Het fabriceert ook andere types power-ic’s op basis van GaN op silicium wafers, vooral voor RF-toepassingen. Wolfspeed focuste de afgelopen jaren echter vooral op het verwerven van een sterke positie in de markt voor SiC vermogen-chips.
Daarbij richtte het zich niet alleen op het produceren van de schakelingen, maar ook op het beheersen van het complexe productieproces voor het SiC-basismateriaal en de wafers. Het fabriceert zelf zogenaamde ingots, éénkristalijne staven waaruit de dunne SiC-wafers worden gezaagd en waarop vervolgens de powerchips worden gemaakt.
Volgens Trendforce was Wolfspeed in 2024 met ruim een derde (33,7 procent) marktleider in SiC-substraten. De marktonderzoeker zegt dat de Chinese rivalen TanKeBlue en SICC snel terrein winnen. Ze hadden vorig jaar een aandeel van respectievelijk 17,3 en 17,1 procent van de totale SiC substraatmarkt. Daarmee bezetten ze de tweede en derde plaats.
Eénkristallijn
SiC-chips worden vaak nog op 150 mm wafers gemaakt. In Europa zijn Bosch, Infineon en ST Microelectronics momenteel hun 200mm-SiC-processen aan het inrichten en opschalen. Wolfspeed was de afgelopen jaren voorloper in processen om wafers met diameters van 200 mm te produceren. Voor SiC is dit een graadje moeilijker dan voor Si, waar de ingots (éénkristallijne staven met een diameter van 300 mm) bij temperaturen tussen de 1400 en 2000 ºC uit de smelt worden getrokken. In het geval van SiC sublimeert het kristal uit de gasfase bij temperaturen van 2027 tot 2227 ºC. De moeilijkheid daarbij is om éénkristallijn materiaal zonder roosterfouten te krijgen, want die kunnen later het elektrische gedrag van de componenten verstoren. Om dat te voorkomen is een zeer hoge zuiverheidsgraad nodig.
Wolfspeeds snelle groei in SiC bracht echter torenhoge investeringen met zich mee. Private-equitybedrijf Apollo stak in 2023 1,25 miljard dollar in het bedrijf. Daarnaast gaf Renesas Electronics twee jaar geleden een voorschot van 2 miljard dollar aan Wolfspeed om de aanvoer van 200 mm wafers de komende tien jaar veilig te stellen. Een ander Japans bedrijf, Rohm, heeft ook langjarige afspraken met de Amerikanen voor de aanvoer van SiC-wafers.
De vraag naar stekkerauto’s neemt af en Chinese chipmakers verhogen hun productie dankzij ruime overheidssubsidies. Zakenkrant Nikkei Asia citeerde afgelopen februari een verkoopdirecteur van een Duitse fabrikant van chipapparatuur die vertelde dat sommige Chinese leveranciers slechts 500 dollar vragen voor een 150 mm SiC-wafer. ‘Nog maar twee jaar geleden kostte een standaard 6-inch SiC-wafer van marktleider Wolfspeed 1.500 dollar’, zei de salesmanager in de Japanse krant.
De prijsdruk vertaalde zich vorig jaar in een wereldwijde omzetdaling van 9 procent van de markt voor SiC-substraten. De vraag op de lange termijn blijft wel sterk, zegt Trendforce ‘omdat de 8-inch-roadmap momentum krijgt’.
Afgelopen mei berichtte Nikkei Asia dat Renesas de handdoek in de ring gooit. Het zet zijn plannen voor de productie van SiC-powerchips in zijn fabriek in Takasaki niet door. Als reden voerde het chipbedrijf de marktomstandigheden voor SiC-chips voor elektrische voertuigen aan. Die zijn fors verslechterd. Het Japanse chipbedrijf concludeerde dat het moeilijk is om in de SiC-markt zelfs maar break-even te draaien, aldus Nikkei. In februari had Renesas’ ceo Hidetoshi Shibata de marktomstandigheden al ‘extreem streng’ genoemd.
China voor China
Op dit moment laten Europese spelers zich niet verstoren. Mogelijk profiteren ze doordat afnemers orders verplaatsen van de VS naar Europa. Jean-Marc Chery, ceo van STMicroelectronics, benadrukte tijdens de bespreking van de afgelopen kwartaalresultaten dat STM volop blijft inzetten op het verschuiven van de SiC-productie van 150 naar 200 mm plakken. Daarbij voert STM een China-voor-China-strategie, waarbij het via een joint venture met Sanan een 200 mm SiC-fab opzet die volgens Chery tegen het einde van dit jaar klaar zal zijn voor massaproductie voor siliciumcarbide.
Naast SiC investeert STM ook in GaN, ook een halfgeleidermateriaal voor powerchips. Daarvoor heeft het Frans-Italiaanse chipbedrijf een strategische overeenkomst met het Chinese Innoscience dat de grootste productiefaciliteit heeft voor GaN-chips op Si-wafers.
Ook Infineon zet in op een power-ic productmix van Si, SiC en GaN. Topman Jochen Hanebeck zei tijdens de afgelopen bespreking van de kwartaalresultaten dat Infineons omzet in de Chinese automotivemarkt het afgelopen kwartaal verdubbelde, vergeleken met een jaar eerder. De Duitse chipfabrikant laat zijn vermogensmodules in Shanghai in elkaar zetten door SAIC Infineon Automotive Power Modules, een joint venture met SAIC Motor. Daarnaast werkt Infineon samen met SICC en TankeBlue Semiconductor op het gebied van SiC.
