Według raportu opublikowanego przez TrendForce Consulting, jak jasno wynika, że Anson, Infineon i inne projekty współpracy z producentami samochodów i energii, ogólny rynek komponentów mocy SiC wzrośnie do 2,28 miliarda dolarów amerykańskich w 2023 r. (nota główna IT: około 15,869 miliardów juanów ), co oznacza wzrost o 41,4% rok do roku.
Według raportu półprzewodniki trzeciej generacji obejmują węglik krzemu (SiC) i azotek galu (GaN), a SiC stanowi 80% całkowitej wartości wyjściowej. SiC nadaje się do zastosowań wysokonapięciowych i wysokoprądowych, co może jeszcze bardziej poprawić wydajność pojazdów elektrycznych i systemów urządzeń wykorzystujących energię odnawialną.
Według TrendForce dwa najważniejsze zastosowania komponentów mocy SiC to pojazdy elektryczne i energia odnawialna, których wartość w 2022 r. osiągnęła odpowiednio 1,09 miliarda dolarów i 210 milionów dolarów (obecnie około 7,586 miliarda RMB). Odpowiada za 67,4% i 13,1% całkowitego rynku komponentów mocy SiC.
Według TrendForce Consulting oczekuje się, że do 2026 r. rynek komponentów mocy SiC osiągnie wartość 5,33 miliarda dolarów (obecnie około 37,097 miliardów juanów). Główne zastosowania w dalszym ciągu opierają się na pojazdach elektrycznych i energii odnawialnej, a wartość wyjściowa pojazdów elektrycznych sięga 3,98 miliarda dolarów (obecnie około 27,701 miliardów juanów), CAGR (złożona roczna stopa wzrostu) wynosi około 38%; Energia odnawialna osiągnęła 410 milionów dolarów amerykańskich (obecnie około 2,854 miliarda juanów), CAGR około 19%.
Tesla nie odstraszyła operatorów SiC
Rozwój rynku węglika krzemu (SiC) w ciągu ostatnich pięciu lat w dużej mierze zależał od Tesli, pierwszego producenta oryginalnego sprzętu, który zastosował ten materiał w pojazdach elektrycznych, a dziś największego nabywcy. Kiedy więc niedawno ogłosił, że znalazł sposób na zmniejszenie ilości SiC stosowanego w przyszłych modułach mocy o 75 procent, w branży wpadła w panikę, a zapasy głównych graczy ucierpiały.
Cięcie o 75 procent brzmi niepokojąco, zwłaszcza bez większego kontekstu, ale za ogłoszeniem kryje się wiele potencjalnych scenariuszy, z których żaden nie sugeruje drastycznego zmniejszenia popytu na materiały lub rynek jako całość.
Scenariusz 1: Mniej urządzeń
48-chipowy falownik w Tesli Model 3 oparty jest na najbardziej innowacyjnej technologii dostępnej w momencie opracowania (2017). Jednakże w miarę dojrzewania ekosystemu SiC istnieje możliwość zwiększenia wydajności podłoży SiC poprzez bardziej zaawansowane projekty systemów z większą integracją. Chociaż jest mało prawdopodobne, aby pojedyncza technologia zredukowała SiC o 75%, różne postępy w pakowaniu, chłodzeniu (tj. dwustronnym i chłodzonym cieczą) oraz kanałowej architekturze urządzeń mogą doprowadzić do powstania bardziej kompaktowych i wydajniejszych urządzeń. Tesla bez wątpienia zbada taką możliwość, a liczba 75% prawdopodobnie odnosi się do wysoce zintegrowanej konstrukcji falownika, która zmniejsza liczbę używanych matryc z 48 do 12. Jednakże w takim przypadku nie jest to równoważne takiemu jak sugerowano, dodatnia redukcja materiałów SiC.
Tymczasem inni producenci OEM wprowadzający na rynek pojazdy o napięciu 800 V w latach 2023–2024 będą nadal polegać na SiC, który jest najlepszym kandydatem na urządzenia o dużej mocy i wysokim napięciu w tym segmencie. W rezultacie producenci OEM mogą nie zauważyć krótkotrwałego wpływu na penetrację SiC.
Sytuacja ta podkreśla zmianę zainteresowania rynku motoryzacyjnego SiC z surowców na integrację sprzętu i systemów. Moduły zasilania odgrywają obecnie kluczową rolę w poprawie ogólnych kosztów i wydajności, a wszyscy główni gracze na rynku SiC mają firmy zajmujące się modułami zasilania z własnymi możliwościami w zakresie pakowania wewnętrznego – w tym onsemi, STMicroelectronics i Infineon. Wolfspeed wykracza obecnie poza surowce i obejmuje urządzenia.
Scenariusz 2: Małe pojazdy o niskim zapotrzebowaniu na moc
Tesla pracuje nad nowym samochodem klasy podstawowej, aby ułatwić korzystanie z jej pojazdów. Model 2 lub Model Q będą tańsze i bardziej kompaktowe niż ich obecne pojazdy, a mniejsze samochody z mniejszą liczbą funkcji nie będą potrzebowały tak dużej zawartości SiC do zasilania. Jednakże istniejące modele prawdopodobnie zachowają tę samą konstrukcję i nadal będą wymagać ogólnie dużych ilości SiC.
Mimo wszystkich swoich zalet SiC jest materiałem drogim i wielu producentów OEM wyraziło chęć obniżenia kosztów. Teraz, gdy Tesla, największy producent OEM na rynku, wypowiedział się na temat cen, może to wywrzeć presję na IDM, aby obniżyli koszty. Czy ogłoszenie Tesli może być strategią mającą na celu opracowanie bardziej konkurencyjnych kosztowo rozwiązań? Ciekawie będzie zobaczyć, jak branża zareaguje w nadchodzących tygodniach/miesiącach…
Idms stosuje różne strategie redukcji kosztów, takie jak pozyskiwanie substratów od różnych dostawców, rozszerzanie produkcji poprzez zwiększanie wydajności i przechodzenie na płytki o większej średnicy (6” i 8”). Zwiększona presja prawdopodobnie przyspieszy proces uczenia się graczy w całym łańcuchu dostaw w tym obszarze. Ponadto rosnące koszty mogą sprawić, że SiC stanie się bardziej przystępny nie tylko dla innych producentów samochodów, ale także do innych zastosowań, co może jeszcze bardziej wpłynąć na jego upowszechnienie.
Scenariusz 3: Zastąp SIC innymi materiałami
Analitycy z Yole Intelligence uważnie przyglądają się innym technologiom, które mogłyby konkurować z SiC w pojazdach elektrycznych. Na przykład rowkowany SiC oferuje wyższą gęstość mocy – czy w przyszłości zastąpi on płaski SiC?
Do 2023 r. tranzystory Si IGBT będą stosowane w falownikach pojazdów elektrycznych i zajmują dobrą pozycję w branży pod względem wydajności i kosztów. Producenci wciąż poprawiają wydajność, a to podłoże może pokazać potencjał wspomnianego w scenariuszu drugim modelu o małej mocy, co ułatwia skalowanie w dużych ilościach. Być może SiC będzie zarezerwowane dla bardziej zaawansowanych i mocniejszych samochodów Tesli.
GaN-on-Si wykazuje ogromny potencjał na rynku motoryzacyjnym, jednak analitycy postrzegają to jako kwestię długoterminową (ponad 5 lat w falownikach w tradycyjnym świecie). Chociaż w branży toczyły się dyskusje na temat GaN, potrzeba redukcji kosztów i zwiększenia skali masowej Tesli sprawia, że jest mało prawdopodobne, aby w przyszłości zdecydowała się ona na przejście na znacznie nowszy i mniej dojrzały materiał niż SiC. Ale czy Tesla może podjąć odważny krok i najpierw zastosować ten innowacyjny materiał? Tylko czas pokaże.
Nieznacznie wpłynęło to na dostawy płytek, ale mogą pojawić się nowe rynki
Chociaż nacisk na większą integrację będzie miał niewielki wpływ na rynek urządzeń, może mieć wpływ na dostawy płytek. Chociaż nie jest to tak dramatyczne, jak wielu początkowo sądziło, każdy scenariusz przewiduje spadek popytu na SiC, co może mieć wpływ na firmy produkujące półprzewodniki.
Mogłoby to jednak zwiększyć podaż materiałów na inne rynki, które rozwijały się wraz z rynkiem motoryzacyjnym w ciągu ostatnich pięciu lat. Auto spodziewa się, że w nadchodzących latach wszystkie branże znacznie się rozwiną – niemal dzięki niższym kosztom i zwiększonemu dostępowi do materiałów.
Oświadczenie Tesli wywołało falę szoku w branży, ale po głębszej refleksji perspektywy dla SiC pozostają bardzo pozytywne. Dokąd Tesla zmierza dalej – i jak branża zareaguje i dostosuje się? Warto naszej uwagi.
Czas publikacji: 27 marca 2023 r