それはとてもシックです：あなたが聞いたことのないEVチップをマスターする中国の目的

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中国の最近の技術ピボットは、恒星のスプリントからの劇的な逸脱を示しています過去 10 年間の非公共部門主導のプラットフォーム経済の変化。 この現代のテクノロジーでは、ハードウェアが支配的です。 その停止に向けて、北京はすでに投資、スキル、および制度を再編成しており、商業政策の非常に目に見える手の中に現れています.

進化したチップから量子コンピューティングに至るまで、中国が次の日の技術を追い求めていることに注目すべき注目が集まっていますが、北京にとって同様に重要なのは、今日の技術を確保することです.

後者は、「Tech Pivot in Note」シーケンスの焦点レベルです。これは、技術オファー チェーンが最先端の技術で構築されているのではなく、妥当なパス、非-高速な産業用アプリケーションを高く評価する斬新な技術。彼らは入り口のページを構築しません。 しかし、これらは、中国が長期的にチケットを購入することなく、市場の既存企業を退けることができる分野です。 チケットと市場の部分で対戦相手を打ち負かすためには、最新のものを大規模に展開するだけで済みます.

ピボットの成功は保証された廃棄物からの青写真は、技術、企業、そしてそれから解放された私たちにかかっています。 このシークエンスは、これらのプリズムを通してピボットのトラブルと約束を検証します。中国がシリコンカーバイドエネルギーチップの習得を目指しているため、テクノロジーピボット内で重要性が高まっています。 2番目のケースでは、ハードウェアの小型化、厳しいカメラ、そして中国のささやきが、自動車の主要なサプライヤーであることが判明したことを観察します。

はじめに

このレベルから今日まで、ナノメートルをこれまで以上に下げようとしているか、中国の SMIC が台湾の TSMC や韓国の Samsung との出口をどのように閉じることができるかなど、最前線のチップに非常に多くの注目が集まっています

一方、レーダーは主力チップであり、最前線にはいませんが、より広い用途と市場の割合の上昇を意識する態勢が整っています.

炭化ケイ素 (SiC) エネルギーチップは、高い例。 これらのチップは、電気自動車 (EV) のエネルギーのドリフトを制御するために不可欠であるため、文字通りボンネットの下にあります。 これらのチップ は、自動車の代替品 にとって豪華であるだけでなく、現在のシリコン エネルギー チップに比べて有効な特性により、これらのチップは最適化されています。 EV を強化するために必須のインフラストラクチャ (例: 充電ステーション、完全なグリッド、エネルギー貯蔵) 内で主張する

SiC が達成可能であることを示す先行指標の 1 つは、2017 年にテスラが モデル 3 内でそれに切り替えました。スイッチは、シリコンから SiC エネルギーチップへのより広範なシフトであると現在予想されているものを引き起こし、間違いなくそれらは、輸送およびエネルギー インフラストラクチャにおける脱炭素化の原動力の重要な要素です。 SiC チップのパターン は 中国の 14 番目の 5 年計画に組み込まれました。言語は強化を主張します。 中国の産業政策の他の目標を崇拝し、SiC チップは、中国の国内需要が注目に値する製品であるが、国内の提供は限定的である。 確かに、地球上で認定された EV 市場であるため、中国は現在、主に SiC チップの外国のサプライヤーに依存しています。 「自力更生」の一部の信念を防ぐために、中国の半導体代替品はまた、主張する大衆の限界に関する警告の伝説でもありました.

中国の 510 億ドルのチップのための「山岳基金」での最近のスキャンダル に勝ってください。 中央執行資金の悪用 は、頭が回る 工業省と記録データの専門知識に至るまでの全体的な青写真で終わりました—商業政策の主要な実践者をあざ笑っています。 中国の半導体産業が愚かな産業になったのは、これだけではありません。 駆け出しのチップ スタートアップ HSMC は、最近、武漢の幹部から 数十億ドル をだまし取られたように聞こえます。

北京の産業政策マンダリンにとってより明確であることが判明したのは、コアイノベーションの宝チップ のコアは正確ではないということです.資本ですが、人的資本と商品化。 不完全な製品や市場で手に入れることができない製品の後に正確なお金を投じることは、今や成功へのレシピではありません. 1 つには、SiC チップには明らかな製品市場適合性があり、EV 代替品が大量に交換される可能性があります。 第 2 に、技術的なボトルネックは主にスケーリングに関するものであるため、SiC はまったく現代的なテクノロジではありません。 3 つ目は、最近の市場リーダーが需要を満たすのに苦労して集められているため、現代の中国語の参入者が競争するための追加の滑走路があることです。これは、北京の SiC チップへの賭けと、官民パートナーシップ (PPP) が、ピボットを失敗させる可能性のあるスキルと商業化の課題を中国が克服できるかどうかを調べています。企業、市場、主張が交差する技術分野を分析することで、コアイノベーションの習得に向けた中国の前進の可能性と問題を明らかにすることができます.

Product-Market Match

内燃機関は設定にガスラインが必要ですが、液体ガスは別として、EV モーターはインバーターに依存して、自動車の長さ分の電気と冷却のドリフトを操作します。 エネルギー チップはインバーターに統合され、その選択を制御します (図 1 を注視)。
話す: インバーターはエネルギー エレクトロニクス コントローラーのセグメントです.
出典: US Division of Vitality.

今日のほとんどのエネルギー チップは従来のシリコンですが、インバーター内に SiC 半導体を利用することで、エネルギー管理の効率を高めることができます。 、バッテリーの寿命を延ばし、より小さなバッテリーを当てにすることで EV の重量を減らします。 一例として、SiC チップにより、テスラ モデル 3 の有名な 75 キロワット時 (Kwh) のバッテリーを交換することができます 68 Kwh のバッテリーで、変動に妥協することはありません.それらは、より高い暖かさで頑丈で伝導性があります。 SiC は単位住宅あたりのエネルギーが大きいため、鉄筋コンクリートのチップ バージョンを大切にしています。 さらに、SiC チップは 400°C までの熱に耐えることができ、これは従来のシリコンの約 2.5 倍です。バッテリーは非常に焼けるように暑いです。 さらに、SiC チップはより高い電圧でより適切に機能するため、EV メーカーは、効率が向上し、充電が早く、変動が大きい場合に効率が向上する 400v から 800v のインバーターに交換するようになります。 一例として、Air Dream の高級セダンに SiC チップを搭載した 900v インバーターを利用することで、EV のスタートアップである Lucid は、それがうまくいっていると主張しています。わずか 20 分で 500 マイル以上の変動と最大 300 マイルの料金を回避する ため、どの自動車よりも高速です

インバーターですべての SiC チップ (数十個が必須) を使用すると、従来のシリコンを使用するよりも約 500 ドル余分にチケットが必要になるという否定できない事実にもかかわらず、それは他の分野でのチケットの金銭的節約によって相殺することができます. 例として、SiC チップをより大きな電圧のインバーターに統合することは、100 キロ以上の銅配線をなくすこと の範囲内で 結果をもたらすこともできます。 これにより、EV の生産者は、今では数千ドルではないにしても、かなりの節約になり、EV の重量を減らすことができるでしょう。

有効な効率を備えたチップ 電気自動車の生産者を銅で救う? それは単純な売りであり、主要なゲーマーがTesla、BYD、Hyundai、Toyota を大切にしているのも驚くべきことです 彼らの最新ユニットの SiC チップについて. 予測と歩調を合わせて、アリーナで最高の EV 市場である中国における SiC の市場コストは、2030 年までに従来のシリコン チップと同等に達する可能性があります (図 2 を参照)

図2. SiC は、中国市場で破損したシリコン チップを痛めることが予想されます

話す: IGBT=絶縁ゲート バイポーラ
出典: Goldman Sachs “The Inexperienced Expertise Cycle

SiC チップへの切り替えの利点は明白ですが、スケーリングは大きな制約です。 実際のレベルでは、提供側面のボトルネックは、SiC チップの明確な見積もりが、そのような制約がない場合よりも非常に保守的であることを示しています

規模の経済を達成する上でのこれらの制約は、 SiC の比較的未熟で複雑な生産経路の結果として、2023 年には需要が影響を受け、現在のミスマッチが生じる可能性があります (図 3 を注視)

にもかかわらず、この予測は、スケーリングのボトルネックを打ち破り、このギャップを埋めることを目指している現代の中国語の参入者にとっては伝説ではないため、一粒の塩に魅了されています.

図 3. 世界SiCウェーハのスペースをはるかに超えて提供するためのクイズ

Source: Canaccord Genuity.

スケーリングのボトルネック

SiC チップのスケーリングの主な障害は、より大きな SiC ウェーハを作ることです。 構築する SiC チップのチケットの 47%

(視線図 4)。 ウエハーは、チップが構築されるビニール データで形成されたディスクです。言い換えれば、チップ製造ルートの「ペトリ皿」です。 これらは SiC 結晶インゴットをスライスして製造されており、これは非常に高い温度で適切に成長する可能性があります

図 4. SiC ウエハーは世界で最も高価な段階SiCチップ生産
しゃべる: 基板=ウェーハ.
出典: Karlsson, O. & Robertsson S., (2022). 炭化ケイ素半導体の提供を確保。 File No. E2021: 145.

ピュアシリコンウエハーの製造ルートはマスターされたが、SiCウエハーは別の理由でより興味深い。 1 つは、SiC インゴットをウェーハにスライスすることは、それらがより薄く、非常に頑丈であるため、より困難です。50% のシリコンと 50% の炭素の組成により、SiC はダイヤモンドに次ぐ地球上で最も頑丈な素材の 1 つになります。 SiC インゴットの還元 には 10 ～ 20 倍の時間がかかります

2 つ目は、SiC 結晶インゴットの増加には、有名なシリコンよりも注目に値する高い温度が必要です (SiC ウェーハの場合、1,200 摂氏対 2,000 ～ 2,500 摂氏)。必須。 このような炉は、通常、市場にすぐに出回るよりも、SiC ウェーハ メーカーによってかなり社内で開発されます。シリコンインゴットと比較して正当性が低い。 これはまた、欠陥手数料の増加の結果として、SiCの歩留まりの低下につながる傾向があります. これらの要因により、最近の最前線は 8 インチであり、より大きなスケールのウエハーを構築することに非常に興味をそそられます (通常、ウエハーの寸法内でより大きな 2 フリング構造は、1 つのウエハー上の 2 倍のチップ数に解釈されます)。 比較すると、今日の最も全体的なシリコンウェーハは直径が約12インチです. 一例として、世界の SiC リーダーでさえ、米国を拠点とするほぼ完全に Wolfspeed と II-VI が 8 フリング ウエハーの大量生産の最先端にあり、追加のパス 6 フリング ウエハーが予見可能な将来の市場を支配する可能性があります。 .

ウエハーの寸法を大きくすることは、時間のかかる反復的な方法であり、多額の資本が必要ですが、現在ではロケット科学ではありません。 会社の宝である TSMC が製造する最も進化したチップで、ラント範囲でノードを下げることほど興味深いことはありません。 は、最初の 8 フリング SiC ウェーハの生産を開始する予定です 2024 年までに湖南工場で生産を開始します。生産の開始と生産のスケーリングは年の変化によって分離されますが、SiC の必要性のサイクルは、最も進化したチップに比べてより早くなります。 SiC の貴重な市場部分を切り開くための中国の的を絞った方法論の範囲内で考えられる主な理由は次のとおりです。

SiC 製造のランクを上げる中国の目標

中国は当面、SiC チップの単なる参加者と見なされますが、実際にはいくつかのことが進んでいます (図 5 を参照)。 1 つは、アリーナで最高の EV 市場であるため、これらのチップに対する既存の国内需要を評価する方法です。 2 つ目は、既存のテクノロジーのスケーリングとコスト削減に長けていることです。 3つ目は、産業政策が正当に発券できる住居です。 第 4 に、外国の技術提供チェーンへの依存度を下げるという政治的命令は、中国が最近のフロンティアに近づいているように見える半導体製品の開発に弾みをつけています。

図 5.中国のSiCウェーハサプライヤーは、外国の優位性を打ち破りたい
出典: Yole;

中国のSiCウェーハ需要に伴い、すでに投資が殺到中 は、2019 年の世界需要の約 7% から 2025 年までに 16% へと 2 倍以上になると予測されています

。資本は基本的に中国語から来ています。国内の EV 市場に参入している企業は、NIO、Xpeng、Li Auto、BYD などを投資家として明確に示しています (図 6 を参照)。 通信大手のファーウェイでも、目指せ

図 6. SiC への投資は中国の EV 生産と大きく相関している
Speak: レコードデータには、プラグインハイブリッドEVとバッテリーEVが含まれています.
出典: 中国自動車生産者連合。 ITJuzi; Qianzhan Industrial Learn Institute.

一時的には、SiC 生産における非公開資本の不足はないようです。 達成可能なアドレス可能な市場と、堅実な市場の現職者の不足により、SiCチップは、中国が認識している反対のコアイノベーションバーティカルのほとんどよりもはるかに有望な資金調達を構築します.

それにもかかわらず、中国が集めた8枚のフリングウエハースを発見するために追いつく人もいます。 そして、まさにここで、PPP の実施における産業政策からのナッジが、技術のギャップを埋めるのに効果的でもあります.

中国語の重役が旗艦イニシアチブに多額の資金を投じる他のチップ業界とは異なります。 、」主張は、大学や研究所のスキルを活用して、非公共部門の力を強化してSiC生産を拡大する変化としてのものです.

ここにあるという否定できない事実にもかかわらず中国の伝統的な産業政策慣行の逆転は、最近の SiC 市場責任者である WolfSpeed がノースカロライナ州の大学研究機関からスピンアウトした方法と同様の方法論です。 1987 年にノースカロライナ バーバリズ大学の研究者コミュニティによって設立された WolfSpeed は、SiC 技術における彼らの発見を商品化するために設立されました。ダースの WolfSpeeds を生成します。 これは、研究機関や大学が、歩留まりを向上させ、欠陥率を低下させる可能性のある SiC 製造に関する優れた特許を保持していると主張しているからです。また、EV や再生可能エネルギーからインフラストラクチャに至るまで、さまざまなアプリケーションを通じて SiC のすべての青写真を統合する特許も保持していると主張しているからです。

2012 年以降、中国のゲーマーは、歴史的に日本企業が独占してきた SiC 特許の最も多くの出願者であることが判明したことを認識しています (図 7 を参照)。 中国語科学院の傘下にある多くの機関、山東大学、西安大学は、SiC の研究とパターン (R&D) において重要な役割を果たしたことを高く評価しており、企業との共同特許出願。 当然のことながら 、学界における中国語の STEM 博士号のより大きな焦点 について考えています 。 )

図 7. 中国が 10 年後に SiC 特許出願を独占
出典: KnowMade Energy SiC June 2022.

したがって、外国企業からの技術移転の変化として、中国が保有する研究所や研究機関は、非公共部門への技術移転を制定することができます。商品化します。 これにより、非公開企業は商用化とスケーリングにリソースを割くことができます。これは コアイノベーション企業の中で現在欠落している—なぜなら、彼らは研究開発を外部委託して機関を主張することができるからです.

1つそのような例は、中国の山東大学からスピンアウトした会社である SICC です。 中国におけるSiCの「ゴッドファーザー」として

広く認められています.

江が2011年に亡くなった後、彼の作品の工業的成果は現在実現されていません。 彼の同僚の多くは、そのたるみを根絶することに消極的だったと認識していますが、近くの齊魯大学出身の若い同世代の一人であるZong Yanminは、それほど寡黙ではなくなりました。 Zong はその変化をつかみ、Jiang の特許を自分の所有資本で選択し、自分が 80% の株式を所有する SICC を作成しました。 12 か月ごとに、5 年間で数量を 4 倍の 300,000 にすることを目標にしています。 2021 年に上海スター マーケットに上場した後、企業の評価額​​は現在 450 億元 (63 億ドル) を超えています

SICC は両方とも孤立したケースではありません。 2026 年までに SiC 生産を 12 か月あたり約 400 万枚のウェーハにスケーリングすることを目標とした 30 の主要なイニシアチブのうち、これらのイニシアチブの半分以上は、スキルまたは技術移転のプロセスによって主張および学術機関によってサポートされていることを高く評価しています (図 8 を参照)。

図 8. Verbalize-backed Learn Drives Chinese language SiC Production Expansion 話す: assert-supported production に関する歴史的知識は利用できません。 企業が提供する計画と一致するスキル推定値であり、適切な生産を反映していません。
出典: 半導体分野のトピック 業界所属; 中国ビジネス記録データ ネットワーク。 オリエンタルフォーチュン証券学習研究所;

PPP モデルを強化することは、中国がバッテリーやソーラー パネルと同様の分野で実施してきた技術製造エコシステムを複製することを目的とした無駄の範囲内です。 そのエコシステムは、北京のビジョンでは、上海 – 蘇州ホールと並んで中心となるでしょう。 ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊ 「シリコンカーバイドバレー」のひとつのことを実行すること。 例として、上海科学専門大学は正確に 2 人のオーストラリア系中国人帰国者 を、この住居でのスキルを強化するために科学分野のトピックに引き付けました.

WolfSpeed は、 6 フリングから 8 フリング ウエハースに移行するのに 10 年かかりますが、中国語の速度はその時間を大幅に短縮することを望んでいます。 もはや中国の PPP モデルは、主張する機関の高い能力を活用してそのパターン サイクルを短縮するだけではなく、非公共部門が需要を満たすためにこの技術を拡大するための確固たるインセンティブがあるというアリーナで最も優れた EV 市場の青写真を持っています。 )

図9。
Source: 筆者計算.

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