SiC in crescita del 41,4%

Secondo un rapporto pubblicato da TrendForce Consulting, come dimostrano chiaramente Anson, Infineon e altri progetti di cooperazione con produttori di automobili e di energia, il mercato complessivo dei componenti di potenza SiC sarà promosso a 2,28 miliardi di dollari USA nel 2023 (nota casa IT: circa 15,869 miliardi di yuan ), in crescita del 41,4% su base annua.

Secondo il rapporto, i semiconduttori di terza generazione includono il carburo di silicio (SiC) e il nitruro di gallio (GaN), e il SiC rappresenta l’80% del valore di produzione complessivo. Il SiC è adatto per scenari applicativi ad alta tensione e corrente elevata, che possono migliorare ulteriormente l'efficienza dei veicoli elettrici e dei sistemi di apparecchiature per le energie rinnovabili.

Secondo TrendForce, le due principali applicazioni per i componenti di potenza SiC sono i veicoli elettrici e le energie rinnovabili, che hanno raggiunto rispettivamente 1,09 miliardi e 210 milioni di dollari nel 2022 (attualmente circa 7,586 miliardi di RMB). Rappresenta il 67,4% e il 13,1% del mercato totale dei componenti di potenza SiC.

Secondo TrendForce Consulting, il mercato dei componenti di potenza SiC dovrebbe raggiungere i 5,33 miliardi di dollari entro il 2026 (attualmente circa 37,097 miliardi di yuan). Le applicazioni principali si basano ancora sui veicoli elettrici e sulle energie rinnovabili, con un valore di produzione dei veicoli elettrici che raggiunge i 3,98 miliardi di dollari (attualmente circa 27,701 miliardi di yuan), un CAGR (tasso di crescita annuo composto) di circa il 38%; L'energia rinnovabile ha raggiunto i 410 milioni di dollari USA (attualmente circa 2,854 miliardi di yuan), un CAGR di circa il 19%.

Tesla non ha scoraggiato gli operatori SiC

La crescita del mercato del carburo di silicio (SiC) negli ultimi cinque anni è dipesa in gran parte da Tesla, il primo produttore di apparecchiature originali a utilizzare il materiale nei veicoli elettrici e oggi il più grande acquirente. Così, quando ha recentemente annunciato di aver trovato un modo per ridurre del 75% la quantità di SiC utilizzata nei suoi futuri moduli di potenza, l’industria è stata gettata nel panico e le scorte dei principali attori ne hanno sofferto.

Un taglio del 75% sembra allarmante, soprattutto senza contesto, ma dietro l’annuncio ci sono una serie di potenziali scenari – nessuno dei quali suggerisce una drastica riduzione della domanda di materiali o del mercato nel suo insieme.

Scenario 1: meno dispositivi

L'inverter da 48 chip della Tesla Model 3 si basa sulla tecnologia più innovativa disponibile al momento dello sviluppo (2017). Tuttavia, con la maturazione dell’ecosistema SiC, esiste l’opportunità di estendere le prestazioni dei substrati SiC attraverso progettazioni di sistemi più avanzati con una maggiore integrazione. Sebbene sia improbabile che una singola tecnologia riduca il SiC del 75%, vari progressi nel confezionamento, nel raffreddamento (ad esempio, a doppia faccia e con raffreddamento a liquido) e nell'architettura dei dispositivi canalizzati possono portare a dispositivi più compatti e con prestazioni migliori. Tesla esplorerà senza dubbio questa opportunità e la cifra del 75% si riferisce probabilmente a un design di inverter altamente integrato che riduce il numero di stampi utilizzati da 48 a 12. Tuttavia, se così fosse, non sarebbe equivalente a un simile riduzione positiva dei materiali SiC come suggerito.

Nel frattempo, altri OEM che lanceranno veicoli da 800 V nel 2023-24 continueranno a fare affidamento sul SiC, che è il miglior candidato per dispositivi ad alta potenza e alta tensione in questo segmento. Di conseguenza, gli Oem potrebbero non vedere un impatto a breve termine sulla penetrazione del SiC.

Questa situazione evidenzia lo spostamento dell'attenzione del mercato automobilistico del SiC dalle materie prime all'integrazione di apparecchiature e sistemi. I moduli di potenza ora svolgono un ruolo vitale nel miglioramento dei costi e delle prestazioni complessivi, e tutti i principali attori nel settore SiC hanno attività di produzione di moduli di potenza con proprie capacità di confezionamento interno, tra cui onsemi, STMicroelectronics e Infineon. Wolfspeed si sta ora espandendo oltre le materie prime fino ai dispositivi.

Scenario 2: piccoli veicoli con bassi requisiti di potenza

Tesla ha lavorato su una nuova auto entry-level per rendere i suoi veicoli più facili da usare. Il Modello 2 o il Modello Q saranno più economici e più compatti rispetto ai loro veicoli attuali, e le auto più piccole con meno funzionalità non avranno bisogno di tanto contenuto SiC per alimentarle. Tuttavia, è probabile che i modelli esistenti mantengano lo stesso design e richiedano ancora grandi quantità di SiC nel complesso.

Nonostante tutte le sue virtù, il SiC è un materiale costoso e molti OEM hanno espresso il desiderio di ridurre i costi. Ora che Tesla, il più grande OEM del settore, ha commentato i prezzi, ciò potrebbe esercitare pressioni sugli IDM affinché riducano i costi. L'annuncio di Tesla potrebbe essere una strategia per promuovere soluzioni più competitive in termini di costi? Sarà interessante vedere come reagirà l’industria nelle prossime settimane/mesi…

Idms sta utilizzando diverse strategie per ridurre i costi, ad esempio acquistando substrati da diversi fornitori, espandendo la produzione aumentando la capacità e passando a wafer di diametro maggiore (6” e 8″). È probabile che l’aumento della pressione acceleri la curva di apprendimento per gli operatori lungo tutta la catena di approvvigionamento in quest’area. Inoltre, l’aumento dei costi potrebbe rendere il SiC più conveniente non solo per altre case automobilistiche ma anche per altre applicazioni, il che potrebbe favorirne ulteriormente l’adozione.

Scenario 3: sostituire il SIC con altri materiali

Gli analisti di Yole Intelligence stanno tenendo d'occhio altre tecnologie che potrebbero competere con il SiC nei veicoli elettrici. Ad esempio, il SiC scanalato offre una densità di potenza più elevata: lo vedremo sostituire il SiC piatto in futuro?

Entro il 2023, gli IGBT Si saranno utilizzati negli inverter per veicoli elettrici e sono ben posizionati nel settore in termini di capacità e costi. I produttori stanno ancora migliorando le prestazioni e questo substrato potrebbe mostrare il potenziale del modello a basso consumo menzionato nello scenario due, che rende più semplice l’espansione in grandi quantità. Forse il SiC sarà riservato alle auto Tesla più avanzate e potenti.

GaN-on-Si mostra un grande potenziale nel mercato automobilistico, ma gli analisti lo vedono come una considerazione a lungo termine (oltre 5 anni negli inverter nel mondo tradizionale). Sebbene nel settore si sia discusso del GaN, la necessità di Tesla di ridurre i costi e aumentare la massa rende improbabile che in futuro passerà a un materiale molto più nuovo e meno maturo del SiC. Ma Tesla potrà fare il passo coraggioso di adottare prima questo materiale innovativo? Solo il tempo lo dirà.

Le spedizioni di wafer hanno subito lievi variazioni, ma potrebbero esserci nuovi mercati

Anche se la spinta verso una maggiore integrazione avrà un impatto minimo sul mercato dei dispositivi, potrebbe avere un impatto sulle spedizioni di wafer. Sebbene non sia così drammatico come molti inizialmente pensavano, ogni scenario prevede un calo della domanda di SiC, che potrebbe colpire le aziende di semiconduttori.

Tuttavia, ciò potrebbe aumentare l’offerta di materiali verso altri mercati che sono cresciuti insieme a quello automobilistico negli ultimi cinque anni. L’auto prevede che tutti i settori cresceranno in modo significativo nei prossimi anni, quasi grazie alla riduzione dei costi e al maggiore accesso ai materiali.

L'annuncio di Tesla ha scosso il settore, ma riflettendoci ulteriormente, le prospettive per il SiC rimangono molto positive. Quale sarà la prossima mossa di Tesla e come reagirà e si adatterà il settore? Vale la nostra attenzione.