De acordo com um relatório divulgado pela TrendForce Consulting, como Anson, Infineon e outros projetos de cooperação com fabricantes de automóveis e energia são claros, o mercado geral de componentes de energia SiC será promovido para 2,28 bilhões de dólares americanos em 2023 (nota inicial de TI: cerca de 15,869 bilhões de yuans ), um aumento de 41,4% em relação ao ano anterior.
De acordo com o relatório, os semicondutores de terceira geração incluem carboneto de silício (SiC) e nitreto de gálio (GaN), e o SiC é responsável por 80% do valor total da produção. O SiC é adequado para cenários de aplicação de alta tensão e alta corrente, o que pode melhorar ainda mais a eficiência de veículos elétricos e sistemas de equipamentos de energia renovável.
De acordo com a TrendForce, as duas principais aplicações para componentes de energia de SiC são veículos elétricos e energia renovável, que atingiram US$ 1,09 bilhão e US$ 210 milhões, respectivamente, em 2022 (atualmente cerca de RMB 7,586 bilhões). É responsável por 67,4% e 13,1% do mercado total de componentes de energia SiC.
De acordo com a TrendForce Consulting, o mercado de componentes de energia SiC deverá atingir US$ 5,33 bilhões até 2026 (atualmente cerca de 37,097 bilhões de yuans). As principais aplicações ainda dependem de veículos elétricos e energia renovável, com o valor de produção dos veículos elétricos atingindo US$ 3,98 bilhões (atualmente cerca de 27,701 bilhões de yuans), CAGR (taxa composta de crescimento anual) de cerca de 38%; A energia renovável atingiu 410 milhões de dólares americanos (atualmente cerca de 2,854 bilhões de yuans), CAGR de cerca de 19%.
Tesla não dissuadiu os operadores de SiC
O crescimento do mercado de carboneto de silício (SiC) nos últimos cinco anos dependeu em grande parte da Tesla, o primeiro fabricante de equipamento original a utilizar o material em veículos elétricos e o maior comprador atualmente. Assim, quando anunciou recentemente que tinha encontrado uma forma de reduzir em 75% a quantidade de SiC utilizada nos seus futuros módulos de potência, a indústria entrou em pânico e os inventários dos principais intervenientes sofreram.
Um corte de 75 por cento parece alarmante, especialmente sem muito contexto, mas há uma série de cenários potenciais por detrás do anúncio – nenhum dos quais sugere uma redução dramática na procura de materiais ou no mercado como um todo.
Cenário 1: Menos dispositivos
O inversor de 48 chips do Tesla Model 3 é baseado na tecnologia mais inovadora disponível na época do desenvolvimento (2017). No entanto, à medida que o ecossistema de SiC amadurece, existe uma oportunidade de ampliar o desempenho dos substratos de SiC através de designs de sistemas mais avançados com maior integração. Embora seja improvável que uma única tecnologia reduza o SiC em 75%, vários avanços em embalagens, refrigeração (ou seja, dupla face e refrigeração líquida) e arquitetura de dispositivos canalizados podem levar a dispositivos mais compactos e de melhor desempenho. A Tesla sem dúvida explorará essa oportunidade, e o número de 75% provavelmente se refere a um design de inversor altamente integrado que reduz o número de matrizes que usa de 48 para 12. No entanto, se for esse o caso, não é equivalente a tal redução positiva de materiais de SiC, como foi sugerido.
Enquanto isso, outros OEMs que lançarão veículos de 800 V em 2023-24 ainda contarão com SiC, que é o melhor candidato para dispositivos de alta potência e alta tensão neste segmento. Como resultado, os OEMs podem não ver um impacto de curto prazo na penetração do SiC.
Esta situação destaca a mudança no foco do mercado automotivo de SiC, das matérias-primas para a integração de equipamentos e sistemas. Os módulos de potência desempenham agora um papel vital na melhoria geral do custo e do desempenho, e todos os principais intervenientes no espaço SiC têm negócios de módulos de potência com as suas próprias capacidades de embalagem interna – incluindo onsemi, STMicroelectronics e Infineon. A Wolfspeed está agora se expandindo além das matérias-primas para os dispositivos.
Cenário 2: Veículos pequenos com baixos requisitos de energia
A Tesla tem trabalhado em um novo carro básico para tornar seus veículos mais fáceis de usar. O Modelo 2 ou o Modelo Q serão mais baratos e compactos do que seus veículos atuais, e carros menores com menos recursos não precisarão de tanto conteúdo de SiC para alimentá-los. No entanto, os modelos existentes provavelmente manterão o mesmo design e ainda exigirão grandes quantidades de SiC em geral.
Apesar de todas as suas virtudes, o SiC é um material caro e muitos OEMs expressaram o desejo de reduzir custos. Agora que a Tesla, o maior OEM do setor, comentou sobre os preços, isso poderia pressionar os IDMs para reduzir custos. O anúncio da Tesla poderia ser uma estratégia para impulsionar soluções mais competitivas em termos de custos? Será interessante ver como a indústria reagirá nas próximas semanas/meses…
A Idms está usando diferentes estratégias para reduzir custos, como adquirir substrato de diferentes fornecedores, expandir a produção aumentando a capacidade e mudando para wafers de maior diâmetro (6 “e 8”). É provável que o aumento da pressão acelere a curva de aprendizagem dos intervenientes em toda a cadeia de abastecimento nesta área. Além disso, o aumento dos custos poderia tornar o SiC mais acessível não só para outros fabricantes de automóveis, mas também para outras aplicações, o que poderia impulsionar ainda mais a sua adoção.
Cenário 3: Substitua o SIC por outros materiais
Os analistas da Yole Intelligence estão de olho em outras tecnologias que poderiam competir com o SiC em veículos elétricos. Por exemplo, o SiC ranhurado oferece maior densidade de potência – veremos ele substituir o SiC plano no futuro?
Até 2023, os IGBTs de Si serão usados em inversores EV e estarão bem posicionados na indústria em termos de capacidade e custo. Os fabricantes ainda estão a melhorar o desempenho e este substrato pode mostrar o potencial do modelo de baixo consumo mencionado no cenário dois, o que facilita a expansão em grandes quantidades. Talvez o SiC seja reservado para os carros mais avançados e potentes da Tesla.
GaN-on-Si apresenta grande potencial no mercado automotivo, mas os analistas veem isso como uma consideração de longo prazo (mais de 5 anos em inversores no mundo tradicional). Embora tenha havido alguma discussão na indústria em torno do GaN, a necessidade da Tesla de redução de custos e aumento de escala em massa torna improvável que ela mude para um material muito mais novo e menos maduro do que o SiC no futuro. Mas será que a Tesla pode dar o passo ousado de adotar primeiro este material inovador? Só o tempo dirá.
As remessas de wafer foram ligeiramente afetadas, mas pode haver novos mercados
Embora o impulso para uma maior integração tenha pouco impacto no mercado de dispositivos, poderá ter impacto nas remessas de wafers. Embora não seja tão dramático como muitos pensavam inicialmente, cada cenário prevê um declínio na procura de SiC, o que poderá afectar as empresas de semicondutores.
No entanto, poderia aumentar a oferta de materiais para outros mercados que cresceram junto com o mercado automobilístico nos últimos cinco anos. A Auto espera que todas as indústrias cresçam significativamente nos próximos anos – quase graças à redução de custos e ao aumento do acesso aos materiais.
O anúncio da Tesla causou ondas de choque em toda a indústria, mas, refletindo melhor, as perspectivas para o SiC permanecem muito positivas. Para onde irá a Tesla a seguir – e como a indústria reagirá e se adaptará? Vale a pena nossa atenção.
Horário da postagem: 27 de março de 2023