SiC, plus 41,4 %

Laut einem von TrendForce Consulting veröffentlichten Bericht wird, wie Anson, Infineon und andere Kooperationsprojekte mit Automobil- und Energieherstellern zeigen, der Gesamtmarkt für SiC-Leistungskomponenten im Jahr 2023 auf 2,28 Milliarden US-Dollar anwachsen (IT-Home-Anmerkung: etwa 15,869 Milliarden Yuan). ), 41,4 % mehr als im Vorjahr.

Dem Bericht zufolge umfassen die Halbleiter der dritten Generation Siliziumkarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN), und SiC macht 80 % des Gesamtproduktionswerts aus. SiC eignet sich für Hochspannungs- und Hochstrom-Anwendungsszenarien, wodurch die Effizienz von Elektrofahrzeugen und Anlagensystemen für erneuerbare Energien weiter verbessert werden kann.

Laut TrendForce sind die beiden wichtigsten Anwendungen für SiC-Leistungskomponenten Elektrofahrzeuge und erneuerbare Energien, die im Jahr 2022 1,09 Milliarden US-Dollar bzw. 210 Millionen US-Dollar erreicht haben (derzeit etwa 7,586 Milliarden RMB). Es macht 67,4 % bzw. 13,1 % des gesamten Marktes für SiC-Leistungskomponenten aus.

Laut TrendForce Consulting wird der Markt für SiC-Leistungskomponenten bis 2026 voraussichtlich 5,33 Milliarden US-Dollar erreichen (derzeit etwa 37,097 Milliarden Yuan). Die Mainstream-Anwendungen basieren immer noch auf Elektrofahrzeugen und erneuerbaren Energien. Der Produktionswert von Elektrofahrzeugen erreicht 3,98 Milliarden US-Dollar (derzeit etwa 27,701 Milliarden Yuan), die jährliche Wachstumsrate (CAGR) beträgt etwa 38 %. Erneuerbare Energien erreichten 410 Millionen US-Dollar (derzeit etwa 2,854 Milliarden Yuan), was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von etwa 19 % entspricht.

Tesla hat SiC-Betreiber nicht abgeschreckt

Das Wachstum des Siliziumkarbid (SiC)-Marktes in den letzten fünf Jahren hing weitgehend von Tesla ab, dem ersten Erstausrüster, der das Material in Elektrofahrzeugen verwendete, und heute der größte Abnehmer. Als das Unternehmen kürzlich verkündete, es habe einen Weg gefunden, den SiC-Anteil in seinen künftigen Leistungsmodulen um 75 Prozent zu reduzieren, geriet die Branche in Panik und die Lagerbestände der großen Anbieter litten.

Eine Kürzung um 75 Prozent klingt alarmierend, vor allem ohne viel Kontext, aber es gibt eine Reihe möglicher Szenarien hinter der Ankündigung – keines davon deutet auf einen dramatischen Rückgang der Materialnachfrage oder des Marktes insgesamt hin.

Szenario 1: Weniger Geräte

Der 48-Chip-Wechselrichter im Tesla Model 3 basiert auf der zum Zeitpunkt der Entwicklung (2017) innovativsten Technologie, die verfügbar war. Mit zunehmender Reife des SiC-Ökosystems besteht jedoch die Möglichkeit, die Leistung von SiC-Substraten durch fortschrittlichere Systemdesigns mit höherer Integration zu erweitern. Während es unwahrscheinlich ist, dass eine einzige Technologie den SiC-Gehalt um 75 % reduzieren wird, können verschiedene Fortschritte in den Bereichen Verpackung, Kühlung (d. h. doppelseitig und flüssigkeitsgekühlt) und kanalisierter Gerätearchitektur zu kompakteren, leistungsstärkeren Geräten führen. Tesla wird zweifellos eine solche Möglichkeit prüfen, und die Zahl von 75 % bezieht sich wahrscheinlich auf ein hochintegriertes Wechselrichterdesign, das die Anzahl der verwendeten Chips von 48 auf 12 reduziert. Wenn dies jedoch der Fall ist, ist es nicht gleichbedeutend mit einem solchen positive Reduzierung von SiC-Materialien, wie vorgeschlagen wurde.

Unterdessen werden andere OEMs, die in den Jahren 2023 bis 2024 800-V-Fahrzeuge auf den Markt bringen, weiterhin auf SiC setzen, das in diesem Segment der beste Kandidat für Geräte mit hoher Leistung und hoher Spannung ist. Daher sehen OEMs möglicherweise keine kurzfristigen Auswirkungen auf die SiC-Penetration.

Diese Situation verdeutlicht die Verlagerung des Schwerpunkts des SiC-Automobilmarktes von Rohstoffen hin zur Geräte- und Systemintegration. Leistungsmodule spielen heute eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung von Gesamtkosten und Leistung, und alle wichtigen Akteure im SiC-Bereich verfügen über Leistungsmodulunternehmen mit eigenen internen Verpackungskapazitäten – darunter Onsemi, STMicroelectronics und Infineon. Wolfspeed expandiert nun über die Rohstoffe hinaus hin zu Geräten.

Szenario 2: Kleine Fahrzeuge mit geringem Leistungsbedarf

Tesla hat an einem neuen Einstiegsauto gearbeitet, um die Bedienung seiner Fahrzeuge zu vereinfachen. Das Model 2 oder das Model Q werden günstiger und kompakter sein als ihre aktuellen Fahrzeuge, und kleinere Autos mit weniger Funktionen benötigen nicht so viel SiC-Anteil für ihren Antrieb. Allerdings behalten die bestehenden Modelle wahrscheinlich das gleiche Design bei und erfordern insgesamt immer noch große Mengen SiC.

Trotz all seiner Vorzüge ist SiC ein teures Material, und viele OEMs haben den Wunsch geäußert, die Kosten zu senken. Nachdem sich Tesla, der größte OEM in diesem Bereich, nun zu den Preisen geäußert hat, könnte dies Druck auf IDMs ausüben, die Kosten zu senken. Könnte Teslas Ankündigung eine Strategie sein, um kosteneffizientere Lösungen voranzutreiben? Es wird interessant sein zu sehen, wie die Branche in den kommenden Wochen/Monaten reagiert…

Idms nutzen unterschiedliche Strategien zur Kostensenkung, beispielsweise durch die Beschaffung von Substraten von verschiedenen Lieferanten, die Ausweitung der Produktion durch Kapazitätserhöhung und die Umstellung auf Wafer mit größerem Durchmesser (6 Zoll und 8 Zoll). Der erhöhte Druck dürfte die Lernkurve für Akteure in der gesamten Lieferkette in diesem Bereich beschleunigen. Darüber hinaus könnten steigende Kosten SiC nicht nur für andere Automobilhersteller, sondern auch für andere Anwendungen erschwinglicher machen, was seine Verbreitung weiter vorantreiben könnte.

Szenario 3: Ersetzen Sie SIC durch andere Materialien

Analysten von Yole Intelligence behalten andere Technologien im Auge, die in Elektrofahrzeugen mit SiC konkurrieren könnten. Beispielsweise bietet gerilltes SiC eine höhere Leistungsdichte – wird es in Zukunft flaches SiC ersetzen?

Bis 2023 werden Si-IGBTs in Wechselrichtern für Elektrofahrzeuge zum Einsatz kommen und sind hinsichtlich Kapazität und Kosten in der Branche gut positioniert. Die Hersteller verbessern immer noch die Leistung, und dieses Substrat zeigt möglicherweise das Potenzial des in Szenario zwei erwähnten Modells mit geringem Stromverbrauch, was die Skalierung in großen Mengen erleichtert. Vielleicht bleibt SiC den fortschrittlicheren und leistungsstärkeren Autos von Tesla vorbehalten.

GaN-on-Si weist großes Potenzial auf dem Automobilmarkt auf, Analysten sehen darin jedoch eine langfristige Überlegung (über 5 Jahre bei Wechselrichtern in der traditionellen Welt). Während es in der Branche einige Diskussionen über GaN gab, ist es aufgrund des Bedarfs von Tesla an Kostensenkung und Massenskalierung unwahrscheinlich, dass das Unternehmen in Zukunft auf ein viel neueres und weniger ausgereiftes Material als SiC umsteigen wird. Aber kann Tesla den mutigen Schritt wagen, dieses innovative Material zuerst einzuführen? Nur die Zeit wird es zeigen.

Die Waferlieferungen sind leicht beeinträchtigt, aber es könnten neue Märkte entstehen

Während die Bemühungen um eine stärkere Integration kaum Auswirkungen auf den Gerätemarkt haben werden, könnten sie Auswirkungen auf die Waferlieferungen haben. Obwohl nicht so dramatisch, wie viele zunächst dachten, prognostizieren beide Szenarien einen Rückgang der SiC-Nachfrage, der sich auf Halbleiterunternehmen auswirken könnte.

Es könnte jedoch die Materialversorgung anderer Märkte erhöhen, die in den letzten fünf Jahren zusammen mit dem Automobilmarkt gewachsen sind. Auto geht davon aus, dass alle Branchen in den kommenden Jahren deutlich wachsen werden – fast dank niedrigerer Kosten und verbessertem Zugang zu Materialien.

Die Ankündigung von Tesla löste in der Branche Schockwellen aus, aber bei näherer Betrachtung bleiben die Aussichten für SiC sehr positiv. Wohin geht Tesla als nächstes – und wie wird die Branche reagieren und sich anpassen? Es ist unsere Aufmerksamkeit wert.