Selon un rapport publié par TrendForce Consulting, comme Anson, Infineon et d'autres projets de coopération avec les fabricants d'automobiles et d'énergie sont clairs, le marché global des composants de puissance SiC sera promu à 2,28 milliards de dollars américains en 2023 (note de la maison informatique : environ 15,869 milliards de yuans), en hausse de 41,4 % d'une année sur l'autre.
Selon le rapport, les semi-conducteurs de troisième génération comprennent le carbure de silicium (SiC) et le nitrure de gallium (GaN), dont 80 % de la valeur de sortie globale est constituée de SiC. Le SiC est adapté aux applications à haute tension et à courant élevé, ce qui peut améliorer encore l'efficacité des véhicules électriques et des systèmes d'énergie renouvelable.
Selon TrendForce, les deux principales applications des composants de puissance SiC sont les véhicules électriques et les énergies renouvelables, qui ont atteint respectivement 1,09 milliard de dollars et 210 millions de dollars en 2022 (actuellement environ 7,586 milliards de yuans). Ces deux secteurs représentent respectivement 67,4 % et 13,1 % du marché total des composants de puissance SiC.
Selon TrendForce Consulting, le marché des composants de puissance SiC devrait atteindre 5,33 milliards de dollars d'ici 2026 (environ 37,097 milliards de yuans actuellement). Les principales applications reposent toujours sur les véhicules électriques et les énergies renouvelables, avec une valeur de production de véhicules électriques atteignant 3,98 milliards de dollars (environ 27,701 milliards de yuans actuellement), soit un TCAC (taux de croissance annuel composé) d'environ 38 % ; les énergies renouvelables ont atteint 410 millions de dollars américains (environ 2,854 milliards de yuans actuellement), soit un TCAC d'environ 19 %.
Tesla n'a pas découragé les opérateurs SiC
La croissance du marché du carbure de silicium (SiC) au cours des cinq dernières années a largement dépendu de Tesla, premier équipementier à utiliser ce matériau dans les véhicules électriques et principal acheteur actuel. Ainsi, lorsqu'il a récemment annoncé avoir trouvé un moyen de réduire de 75 % la quantité de SiC utilisée dans ses futurs modules de puissance, le secteur a été pris de panique et les stocks des principaux acteurs ont été affectés.
Une réduction de 75 % semble alarmante, surtout sans beaucoup de contexte, mais il existe un certain nombre de scénarios potentiels derrière cette annonce – aucun d’entre eux ne suggère une réduction spectaculaire de la demande de matériaux ou du marché dans son ensemble.
Scénario 1 : Moins d'appareils
L'onduleur à 48 puces de la Tesla Model 3 repose sur la technologie la plus innovante disponible au moment de son développement (2017). Cependant, avec la maturation de l'écosystème SiC, il est possible d'améliorer les performances des substrats SiC grâce à des conceptions de systèmes plus avancées et une meilleure intégration. S'il est peu probable qu'une seule technologie réduise la consommation de SiC de 75 %, diverses avancées en matière de packaging, de refroidissement (double face et liquide) et d'architecture canalisée peuvent conduire à des dispositifs plus compacts et plus performants. Tesla explorera sans aucun doute une telle opportunité, et le chiffre de 75 % fait probablement référence à une conception d'onduleur hautement intégrée réduisant le nombre de puces utilisées de 48 à 12. Cependant, si tel est le cas, cela n'équivaut pas à une réduction aussi positive des matériaux SiC que celle suggérée.
Parallèlement, les autres constructeurs qui lanceront des véhicules 800 V en 2023-24 continueront de miser sur le SiC, qui représente le meilleur candidat pour les composants haute puissance et haute tension sur ce segment. Par conséquent, les constructeurs pourraient ne pas constater d'impact à court terme sur la pénétration du SiC.
Cette situation illustre l'évolution du marché automobile du SiC, qui privilégie désormais l'intégration des équipements et des systèmes plutôt que les matières premières. Les modules de puissance jouent désormais un rôle essentiel dans l'amélioration des coûts et des performances globales, et tous les grands acteurs du secteur du SiC possèdent des activités de modules de puissance avec leurs propres capacités de conditionnement interne, notamment onsemi, STMicroelectronics et Infineon. Wolfspeed étend désormais son activité au-delà des matières premières, en intégrant les composants.
Scénario 2 : Petits véhicules à faible consommation d'énergie
Tesla travaille sur un nouveau modèle d'entrée de gamme afin de simplifier l'utilisation de ses véhicules. La Model 2 ou la Model Q seront moins chères et plus compactes que leurs modèles actuels. Les voitures plus petites, dotées de moins de fonctionnalités, nécessiteront moins de SiC pour fonctionner. Cependant, ses modèles existants conserveront probablement la même conception et nécessiteront toujours de grandes quantités de SiC.
Malgré tous ses atouts, le SiC est un matériau coûteux, et de nombreux équipementiers ont exprimé leur volonté de réduire leurs coûts. Les commentaires de Tesla, le plus grand équipementier du secteur, sur ses prix pourraient inciter les fabricants de composants électroniques à réduire leurs coûts. L'annonce de Tesla pourrait-elle constituer une stratégie visant à proposer des solutions plus compétitives en termes de coûts ? Il sera intéressant de voir comment le secteur réagira dans les semaines et les mois à venir…
Les fabricants de composants électroniques utilisent différentes stratégies pour réduire leurs coûts, notamment en s'approvisionnant en substrats auprès de différents fournisseurs, en augmentant la capacité de production et en optant pour des plaquettes de plus grand diamètre (6 et 8 pouces). Cette pression accrue devrait accélérer la courbe d'apprentissage des acteurs de la chaîne d'approvisionnement dans ce domaine. De plus, la hausse des coûts pourrait rendre le SiC plus abordable non seulement pour les autres constructeurs automobiles, mais aussi pour d'autres applications, ce qui pourrait favoriser son adoption.
Scénario 3 : Remplacer le SIC par d’autres matériaux
Les analystes de Yole Intelligence suivent de près d'autres technologies susceptibles de concurrencer le SiC dans les véhicules électriques. Par exemple, le SiC rainuré offre une densité de puissance supérieure. Le verra-t-on remplacer le SiC plat à l'avenir ?
D'ici 2023, les IGBT Si seront utilisés dans les onduleurs de véhicules électriques et sont bien positionnés dans l'industrie en termes de capacité et de coût. Les fabricants continuent d'améliorer leurs performances, et ce substrat pourrait démontrer le potentiel du modèle basse consommation évoqué dans le scénario 2, facilitant ainsi son déploiement à grande échelle. Le SiC pourrait être réservé aux véhicules Tesla plus avancés et plus puissants.
Le GaN sur Si présente un fort potentiel sur le marché automobile, mais les analystes le considèrent comme une option à long terme (plus de 5 ans pour les onduleurs traditionnels). Bien que le GaN ait fait l'objet de discussions au sein de l'industrie, la nécessité pour Tesla de réduire ses coûts et de passer à l'échelle industrielle rend peu probable son adoption d'un matériau beaucoup plus récent et moins mature que le SiC à l'avenir. Mais Tesla pourra-t-elle oser adopter ce matériau innovant en premier ? Seul l'avenir nous le dira.
Les expéditions de plaquettes sont légèrement affectées, mais de nouveaux marchés pourraient apparaître
Si la volonté d'une plus grande intégration aura peu d'impact sur le marché des dispositifs, elle pourrait en avoir sur les expéditions de plaquettes. Bien que moins spectaculaire que prévu initialement, chaque scénario prévoit une baisse de la demande de SiC, ce qui pourrait affecter les fabricants de semi-conducteurs.
Cependant, cela pourrait accroître l'approvisionnement en matériaux d'autres marchés qui ont progressé parallèlement au marché automobile au cours des cinq dernières années. Le secteur automobile prévoit une croissance significative de tous les secteurs au cours des prochaines années, principalement grâce à la baisse des coûts et à un meilleur accès aux matériaux.
L'annonce de Tesla a provoqué une onde de choc dans le secteur, mais après réflexion, les perspectives du SiC restent très positives. Quelle est la prochaine étape pour Tesla ? Comment le secteur réagira-t-il et s'adaptera-t-il ? Ce sujet mérite notre attention.
Date de publication : 27 mars 2023