Segons un informe publicat per TrendForce Consulting, tal com estan clars els projectes de cooperació d'Anson, Infineon i altres fabricants d'automòbils i energia, el mercat global de components d'energia de SiC ascendirà a 2.280 milions de dòlars americans el 2023 (nota de TI domèstica: uns 15.869 milions de iuans), un 41,4% més que l'any anterior.
Segons l'informe, els semiconductors de tercera generació inclouen el carbur de silici (SiC) i el nitrur de gal·li (GaN), i el SiC representa el 80% del valor de producció total. El SiC és adequat per a escenaris d'aplicació d'alta tensió i alta corrent, cosa que pot millorar encara més l'eficiència dels vehicles elèctrics i dels sistemes d'equips d'energia renovable.
Segons TrendForce, les dues aplicacions principals dels components d'energia de SiC són els vehicles elèctrics i les energies renovables, que han arribat als 1.090 milions de dòlars i els 210 milions de dòlars respectivament el 2022 (actualment uns 7.586 milions de RMB). Representen el 67,4% i el 13,1% del mercat total de components d'energia de SiC.
Segons TrendForce Consulting, s'espera que el mercat de components d'energia de SiC arribi als 5.330 milions de dòlars el 2026 (actualment uns 37.097 milions de iuans). Les aplicacions principals encara depenen dels vehicles elèctrics i les energies renovables, amb un valor de producció dels vehicles elèctrics que arriba als 3.980 milions de dòlars (actualment uns 27.701 milions de iuans), una CAGR (taxa de creixement anual composta) d'aproximadament el 38%; les energies renovables van arribar als 410 milions de dòlars americans (actualment uns 2.854 milions de iuans), una CAGR d'aproximadament el 19%.
Tesla no ha dissuadit els operadors de SiC
El creixement del mercat del carbur de silici (SiC) durant els darrers cinc anys ha depès en gran mesura de Tesla, el primer fabricant d'equips originals a utilitzar el material en vehicles elèctrics i el comprador més gran actualment. Així doncs, quan recentment va anunciar que havia trobat una manera de reduir la quantitat de SiC utilitzada en els seus futurs mòduls de potència en un 75%, la indústria va entrar en pànic i els inventaris dels principals actors es van veure afectats.
Una retallada del 75% sona alarmant, sobretot sense gaire context, però hi ha diversos escenaris possibles darrere de l'anunci, cap dels quals suggereix una reducció dràstica de la demanda de materials o del mercat en conjunt.
Escenari 1: Menys dispositius
L'inversor de 48 xips del Tesla Model 3 es basa en la tecnologia més innovadora disponible en el moment del desenvolupament (2017). Tanmateix, a mesura que l'ecosistema SiC madura, hi ha l'oportunitat d'ampliar el rendiment dels substrats SiC mitjançant dissenys de sistemes més avançats amb una major integració. Si bé és poc probable que una sola tecnologia redueixi el SiC en un 75%, diversos avenços en l'embalatge, la refrigeració (és a dir, refrigeració de doble cara i líquida) i l'arquitectura de dispositius canalitzada poden conduir a dispositius més compactes i amb millor rendiment. Tesla sens dubte explorarà aquesta oportunitat, i la xifra del 75% probablement es refereix a un disseny d'inversor altament integrat que redueix el nombre de matrius que utilitza de 48 a 12. Tanmateix, si aquest és el cas, no equival a una reducció tan positiva dels materials SiC com s'ha suggerit.
Mentrestant, altres fabricants d'equips originals (OEM) que llancin vehicles de 800 V el 2023-24 continuaran dependre del SiC, que és el millor candidat per a dispositius d'alta potència i alta tensió en aquest segment. Com a resultat, és possible que els fabricants d'equips originals no vegin un impacte a curt termini en la penetració del SiC.
Aquesta situació posa de manifest el canvi en l'enfocament del mercat automobilístic SiC, que passa de les matèries primeres a la integració d'equips i sistemes. Els mòduls de potència ara tenen un paper vital en la millora del cost i el rendiment generals, i tots els principals actors de l'espai SiC tenen negocis de mòduls de potència amb les seves pròpies capacitats d'embalatge intern, com ara onsemi, STMicroelectronics i Infineon. Wolfspeed ara s'està expandint més enllà de les matèries primeres als dispositius.
Escenari 2: Vehicles petits amb baixes necessitats de potència
Tesla ha estat treballant en un nou cotxe d'entrada de gamma per fer que els seus vehicles siguin més fàcils d'utilitzar. El Model 2 o el Model Q seran més barats i compactes que els seus vehicles actuals, i els cotxes més petits amb menys característiques no necessitaran tant contingut de SiC per alimentar-los. Tanmateix, és probable que els seus models existents conservin el mateix disseny i encara requereixin grans quantitats de SiC en general.
Malgrat totes les seves virtuts, el SiC és un material car, i molts fabricants d'equips originals (OEM) han expressat el desig de reduir costos. Ara que Tesla, el fabricant d'equips originals més gran del sector, ha comentat els preus, això podria pressionar els fabricants d'instal·lacions independents (IDM) per reduir costos. Podria ser l'anunci de Tesla una estratègia per impulsar solucions més competitives en termes de costos? Serà interessant veure com reacciona la indústria en les properes setmanes/mesos...
Els fabricants d'identitat (IDM) utilitzen diferents estratègies per reduir costos, com ara l'obtenció de substrats de diferents proveïdors, l'ampliació de la producció augmentant la capacitat i el canvi a oblies de més diàmetre (6" i 8"). És probable que l'augment de la pressió acceleri la corba d'aprenentatge per als actors de la cadena de subministrament en aquesta àrea. A més, l'augment dels costos podria fer que el SiC sigui més assequible no només per a altres fabricants d'automòbils, sinó també per a altres aplicacions, cosa que podria impulsar encara més la seva adopció.
Escenari 3: Substituir el SIC per altres materials
Els analistes de Yole Intelligence estan vigilant de prop altres tecnologies que podrien competir amb el SiC en vehicles elèctrics. Per exemple, el SiC ranurat ofereix una densitat de potència més alta: el veurem substituir el SiC pla en el futur?
El 2023, els IGBT de Si s'utilitzaran en inversors de vehicles elèctrics i estan ben posicionats dins de la indústria pel que fa a capacitat i cost. Els fabricants continuen millorant el rendiment, i aquest substrat pot mostrar el potencial del model de baixa potència esmentat en el segon escenari, cosa que facilita l'escalat en grans quantitats. Potser el SiC es reservarà per als cotxes més avançats i potents de Tesla.
El GaN sobre Si mostra un gran potencial al mercat de l'automoció, però els analistes ho veuen com una consideració a llarg termini (més de 5 anys en inversors del món tradicional). Tot i que hi ha hagut certa discussió a la indústria sobre el GaN, la necessitat de Tesla de reduir costos i ampliar a gran escala fa que sigui poc probable que en el futur passi a un material molt més nou i menys madur que el SiC. Però, pot Tesla fer el pas agosarat d'adoptar primer aquest material innovador? Només el temps ho dirà.
Els enviaments de galetes es van veure lleugerament afectats, però pot haver-hi nous mercats
Tot i que l'impuls per una major integració tindrà poc impacte en el mercat de dispositius, podria tenir-ne un en els enviaments de làmines. Tot i que no és tan dramàtic com molts pensaven inicialment, cada escenari prediu una disminució de la demanda de SiC, cosa que podria afectar les empreses de semiconductors.
Tanmateix, podria augmentar el subministrament de materials a altres mercats que han crescut juntament amb el mercat de l'automòbil durant els darrers cinc anys. El sector de l'automòbil preveu que totes les indústries creixin significativament en els propers anys, gairebé gràcies a la reducció dels costos i a l'augment de l'accés als materials.
L'anunci de Tesla va commocionar la indústria, però reflexionant-hi més, les perspectives per al SiC continuen sent molt positives. Cap a on va Tesla ara, i com reaccionarà i s'adaptarà la indústria? Val la pena prestar-hi atenció.
Data de publicació: 27 de març de 2023