Згідно зі звітом, опублікованим TrendForce Consulting, Anson, Infineon та інші проекти співпраці з виробниками автомобілів і енергетики зрозуміли, що загальний ринок силових компонентів із SiC збільшиться до 2,28 мільярда доларів США в 2023 році (примітка IT: близько 15,869 мільярда юанів). ), збільшившись на 41,4% у порівнянні з аналогічним періодом минулого року.
Згідно зі звітом, напівпровідники третього покоління включають карбід кремнію (SiC) і нітрид галію (GaN), і на SiC припадає 80% загального обсягу продукції. SiC підходить для сценаріїв застосування високої напруги та сильного струму, що може ще більше підвищити ефективність електромобілів та системи обладнання для відновлюваних джерел енергії.
За даними TrendForce, двома найпопулярнішими сферами застосування компонентів живлення з SiC є електромобілі та відновлювані джерела енергії, які у 2022 році досягли 1,09 мільярда доларів США та 210 мільйонів доларів США відповідно (наразі близько 7,586 мільярда юанів). На його частку припадає 67,4% і 13,1% від загального ринку силових компонентів SiC.
За даними TrendForce Consulting, очікується, що до 2026 року ринок силових компонентів із SiC досягне 5,33 мільярда доларів (на даний момент близько 37,097 мільярда юанів). Основні додатки все ще покладаються на електромобілі та відновлювані джерела енергії, при цьому вартість виробництва електромобілів сягає 3,98 мільярда доларів США (наразі близько 27,701 мільярда юанів), CAGR (сукупний річний темп зростання) становить близько 38%; Відновлювана енергетика досягла 410 мільйонів доларів США (приблизно 2,854 мільярда юанів на даний момент), CAGR близько 19%.
Tesla не зупинила операторів SiC
Зростання ринку карбіду кремнію (SiC) за останні п’ять років значною мірою залежало від Tesla, першого виробника оригінального обладнання, який використовував цей матеріал в електромобілях, і найбільшого покупця сьогодні. Тому, коли компанія нещодавно оголосила, що знайшла спосіб зменшити кількість SiC, який використовується в її майбутніх модулях живлення, на 75 відсотків, галузь охопила паніка, а запаси основних гравців постраждали.
Скорочення на 75 відсотків звучить тривожно, особливо без особливого контексту, але за цим оголошенням стоїть низка потенційних сценаріїв, жоден із яких не передбачає різкого зниження попиту на матеріали чи ринку в цілому.
Сценарій 1: менше пристроїв
Інвертор із 48 мікросхемами в Tesla Model 3 базується на найінноваційнішій технології, доступній на момент розробки (2017). Однак у міру того, як екосистема SiC розвивається, з’являється можливість розширити продуктивність підкладок SiC за допомогою вдосконалених системних конструкцій із вищою інтеграцією. Хоча малоймовірно, що одна технологія дозволить скоротити SiC на 75%, різноманітні досягнення в упаковці, охолодженні (тобто, двосторонньому та рідинному охолодженні) та канальній архітектурі пристроїв можуть призвести до більш компактних пристроїв з кращою продуктивністю. Tesla, безсумнівно, вивчить таку можливість, і цифра 75%, ймовірно, стосується високоінтегрованої конструкції інвертора, яка зменшує кількість використовуваних матриць з 48 до 12. Однак, якщо це так, це не еквівалентно такому позитивне відновлення матеріалів SiC, як було запропоновано.
Тим часом інші виробники, які випускають автомобілі на 800 В у 2023-2024 роках, як і раніше покладаються на SiC, який є найкращим кандидатом для пристроїв високої потужності та високої напруги в цьому сегменті. У результаті виробники можуть не помітити короткострокового впливу на проникнення SiC.
Ця ситуація підкреслює зміщення фокусу автомобільного ринку SiC з сировини на обладнання та інтеграцію систем. Модулі живлення зараз відіграють важливу роль у покращенні загальної вартості та продуктивності, і всі основні гравці у сфері SiC мають підрозділи силових модулів із власними можливостями внутрішнього пакування, включаючи onsemi, STMicroelectronics та Infineon. Wolfspeed зараз виходить за рамки сировини на пристрої.
Сценарій 2: невеликі транспортні засоби з низькими вимогами до потужності
Tesla працювала над новим автомобілем початкового рівня, щоб зробити свої транспортні засоби зручнішими у використанні. Model 2 або Model Q будуть дешевшими та компактнішими, ніж їхні поточні транспортні засоби, а менші автомобілі з меншою кількістю функцій не потребуватимуть стільки вмісту SiC для їх живлення. Однак його існуючі моделі, ймовірно, збережуть той самий дизайн і все ще вимагатимуть великої кількості SiC.
Незважаючи на всі свої переваги, SiC є дорогим матеріалом, і багато виробників висловили бажання знизити витрати. Тепер, коли Tesla, найбільший OEM у світі, прокоментував ціни, це може чинити тиск на IDM з метою зниження витрат. Чи може заява Tesla бути стратегією для створення більш конкурентоспроможних рішень? Буде цікаво спостерігати за реакцією галузі в найближчі тижні/місяці…
Idms використовує різні стратегії для зниження витрат, наприклад, шляхом закупівлі субстрату від різних постачальників, розширення виробництва за рахунок збільшення потужності та переходу на пластини більшого діаметру (6 "і 8"). Посилення тиску, ймовірно, прискорить процес навчання гравців у всьому ланцюжку поставок у цій сфері. Крім того, зростання вартості може зробити SiC більш доступним не тільки для інших автовиробників, але й для інших застосувань, що може сприяти його прийняттю.
Сценарій 3: замініть SIC іншими матеріалами
Аналітики Yole Intelligence уважно стежать за іншими технологіями, які можуть конкурувати з SiC в електромобілях. Наприклад, рифлений SiC забезпечує вищу щільність потужності – чи побачимо ми, що він замінить плоский SiC у майбутньому?
До 2023 року кремнієві IGBT будуть використовуватися в електроінверторах і займатимуть хороші позиції в галузі з точки зору потужності та вартості. Виробники все ще покращують продуктивність, і ця підкладка може продемонструвати потенціал моделі з низьким енергоспоживанням, згаданої у другому сценарії, що полегшує її масштабування у великих кількостях. Можливо, SiC буде зарезервовано для більш просунутих, потужніших автомобілів Tesla.
GaN-on-Si демонструє великий потенціал на автомобільному ринку, але аналітики вважають це довгостроковим розглядом (понад 5 років у інверторах у традиційному світі). Незважаючи на певні дискусії в галузі навколо GaN, потреба Tesla у зниженні витрат і масовому збільшенні масштабів робить малоймовірним, що в майбутньому компанія перейде на набагато новіший і менш зрілий матеріал, ніж SiC. Але чи може Tesla зробити сміливий крок і прийняти цей інноваційний матеріал першою? Тільки час покаже.
Поставки вафель трохи постраждали, але можуть бути нові ринки
Хоча поштовх до більшої інтеграції мало вплине на ринок пристроїв, він може вплинути на поставки пластин. Хоча це не так драматично, як багато хто думав спочатку, кожен сценарій передбачає зниження попиту на SiC, що може вплинути на напівпровідникові компанії.
Однак це може збільшити постачання матеріалів на інші ринки, які виросли разом з автомобільним ринком за останні п'ять років. Автомобільна промисловість очікує значного зростання всіх галузей у найближчі роки — майже завдяки зниженню витрат і збільшенню доступу до матеріалів.
Оголошення Tesla сколихнуло галузь, але, якщо подумати далі, перспективи для SiC залишаються дуже позитивними. Куди піде Tesla далі — і як промисловість відреагує та адаптується? Це варте нашої уваги.
Час публікації: 27 березня 2023 р