Според доклад, публикуван от TrendForce Consulting, както е ясно от проектите на Anson, Infineon и други компании за сътрудничество с производители на автомобили и енергетика, общият пазар на силови компоненти от SiC ще достигне 2,28 милиарда щатски долара през 2023 г. (бележка за ИТ сектора: около 15,869 милиарда юана), което е с 41,4% повече на годишна база.
Според доклада, полупроводниците от трето поколение включват силициев карбид (SiC) и галиев нитрид (GaN), като SiC представлява 80% от общата изходна стойност. SiC е подходящ за сценарии на приложения с високо напрежение и висок ток, което може допълнително да подобри ефективността на електрическите превозни средства и системите за оборудване за възобновяема енергия.
Според TrendForce, двете най-големи приложения за силициеви карбидови компоненти са електрическите превозни средства и възобновяемата енергия, които са достигнали съответно 1,09 милиарда долара и 210 милиона долара през 2022 г. (понастоящем около 7,586 милиарда юана). Това представлява 67,4% и 13,1% от общия пазар на силициеви карбидови компоненти.
Според TrendForce Consulting, пазарът на силициеви карбидни енергийни компоненти се очаква да достигне 5,33 милиарда долара до 2026 г. (понастоящем около 37,097 милиарда юана). Основните приложения все още разчитат на електрически превозни средства и възобновяема енергия, като производствената стойност на електрическите превозни средства достига 3,98 милиарда долара (понастоящем около 27,701 милиарда юана), CAGR (сложен годишен темп на растеж) от около 38%; Възобновяемата енергия достига 410 милиона щатски долара (понастоящем около 2,854 милиарда юана), CAGR от около 19%.
Tesla не е възпирала операторите на SiC
Растежът на пазара на силициев карбид (SiC) през последните пет години до голяма степен зависи от Tesla, първият производител на оригинално оборудване, който използва материала в електрически превозни средства, и най-големият купувач днес. Така че, когато наскоро компанията обяви, че е намерила начин да намали количеството SiC, използвано в бъдещите си силови модули, със 75%, индустрията беше хвърлена в паника и запасите на основните играчи пострадаха.
75% намаление звучи тревожно, особено без много контекст, но зад обявяването стоят редица потенциални сценарии – нито един от които не предполага драматично намаляване на търсенето на материали или на пазара като цяло.
Сценарий 1: По-малко устройства
48-чиповият инвертор в Tesla Model 3 е базиран на най-иновативната технология, налична към момента на разработката (2017 г.). С развитието на SiC екосистемата обаче се появява възможност за разширяване на производителността на SiC субстратите чрез по-усъвършенствани системни дизайни с по-висока интеграция. Макар че е малко вероятно една-единствена технология да намали SiC със 75%, различни подобрения в опаковането, охлаждането (т.е. двустранно и течно охлаждане) и архитектурата на каналните устройства могат да доведат до по-компактни и по-добре работещи устройства. Tesla несъмнено ще проучи такава възможност и цифрата от 75% вероятно се отнася до силно интегриран инверторен дизайн, който намалява броя на използваните кристали от 48 на 12. Ако обаче случаят е такъв, той не е еквивалентен на такова положително намаляване на SiC материалите, както се предполага.
Междувременно, други производители на оригинално оборудване (OEM), които ще пуснат на пазара превозни средства с напрежение 800 V през 2023-24 г., ще продължат да разчитат на SiC, който е най-добрият кандидат за устройства с висока мощност и високо напрежение в този сегмент. В резултат на това, производителите на оригинално оборудване може да не видят краткосрочно въздействие върху проникването на SiC.
Тази ситуация подчертава изместването на фокуса на автомобилния пазар на SiC от суровини към интеграция на оборудване и системи. Силовите модули сега играят жизненоважна роля за подобряване на общите разходи и производителност, а всички основни играчи в SiC пространството имат бизнеси за силови модули със собствени вътрешни възможности за опаковане – включително onsemi, STMicroelectronics и Infineon. Wolfspeed сега разширява дейността си отвъд суровините към устройства.
Сценарий 2: Малки превозни средства с ниски изисквания за мощност
Tesla работи върху нов автомобил от начално ниво, за да направи превозните си средства по-лесни за употреба. Model 2 или Model Q ще бъдат по-евтини и по-компактни от сегашните си превозни средства, а по-малките автомобили с по-малко функции няма да се нуждаят от толкова много съдържание на SiC, за да ги захранват. Съществуващите модели обаче вероятно ще запазят същия дизайн и все още ще изискват големи количества SiC като цяло.
Въпреки всичките си предимства, SiC е скъп материал и много производители на оригинално оборудване (OEM) изразиха желание да намалят разходите. Сега, след като Tesla, най-големият производител на оригинално оборудване в областта, коментира цените, това би могло да окаже натиск върху производителите на външно оборудване (IDM) да намалят разходите си. Може ли съобщението на Tesla да е стратегия за насърчаване на по-конкурентни по отношение на разходите решения? Ще бъде интересно да се види как ще реагира индустрията през следващите седмици/месеци…
Производителите на IDM използват различни стратегии за намаляване на разходите, като например чрез снабдяване със субстрати от различни доставчици, разширяване на производството чрез увеличаване на капацитета и преминаване към пластини с по-голям диаметър (6" и 8"). Повишеният натиск вероятно ще ускори кривата на обучение за играчите във веригата за доставки в тази област. Освен това, нарастващите разходи биха могли да направят SiC по-достъпен не само за други автомобилни производители, но и за други приложения, което би могло допълнително да стимулира неговото приемане.
Сценарий 3: Замяна на SIC с други материали
Анализатори от Yole Intelligence следят отблизо други технологии, които биха могли да се конкурират със SiC в електрическите превозни средства. Например, набразденият SiC предлага по-висока плътност на мощността – ще го видим ли да замести плоския SiC в бъдеще?
До 2023 г. Si IGBT транзисторите ще се използват в инвертори за електрически превозни средства и са добре позиционирани в индустрията по отношение на капацитет и цена. Производителите все още подобряват производителността и този субстрат може да покаже потенциала на нискоенергийния модел, споменат във втори сценарий, което улеснява мащабирането му в големи количества. Може би SiC ще бъде запазен за по-модерните и по-мощни автомобили на Tesla.
GaN-върху-Si показва голям потенциал на автомобилния пазар, но анализаторите виждат това като дългосрочно съображение (над 5 години в инверторите в традиционния свят). Въпреки че в индустрията е имало известна дискусия относно GaN, нуждата на Tesla от намаляване на разходите и масово увеличаване на производството прави малко вероятно тя да премине към много по-нов и по-малко зрял материал от SiC в бъдеще. Но може ли Tesla да предприеме смелата стъпка да приеме този иновативен материал първа? Само времето ще покаже.
Доставките на вафли са леко засегнати, но може да има нови пазари
Въпреки че стремежът към по-голяма интеграция ще има слабо въздействие върху пазара на устройства, той би могъл да повлияе на доставките на пластини. Макар и не толкова драматичен, колкото мнозина първоначално смятаха, всеки сценарий прогнозира спад в търсенето на SiC, което би могло да засегне компаниите за полупроводници.
Това обаче би могло да увеличи предлагането на материали на други пазари, които са се разраснали заедно с автомобилния пазар през последните пет години. Автомобилният сектор очаква всички индустрии да нараснат значително през следващите години - почти благодарение на по-ниските разходи и увеличения достъп до материали.
Съобщението на Tesla изпрати ударни вълни в индустрията, но след по-нататъшно размишление, перспективите за SiC остават много позитивни. Накъде ще се насочи Tesla - и как ще реагира и ще се адаптира индустрията? Струва си да го разгледаме.
Време на публикуване: 27 март 2023 г.