Podle zprávy zveřejněné společností TrendForce Consulting, jak je zřejmé ze spolupráce společností Anson, Infineon a dalších výrobců automobilů a energetiky, celkový trh s výkonovými komponenty SiC dosáhne v roce 2023 objemu 2,28 miliardy amerických dolarů (poznámka pro IT oddělení: přibližně 15,869 miliardy juanů), což představuje meziroční nárůst o 41,4 %.
Podle zprávy zahrnují polovodiče třetí generace karbid křemíku (SiC) a nitrid galia (GaN), přičemž SiC představuje 80 % celkové výstupní hodnoty. SiC je vhodný pro aplikace s vysokým napětím a vysokým proudem, což může dále zlepšit účinnost elektrických vozidel a systémů zařízení pro obnovitelné zdroje energie.
Podle společnosti TrendForce jsou dvěma nejčastějšími oblastmi využití SiC energetických komponentů elektromobily a obnovitelné zdroje energie, které v roce 2022 dosáhly 1,09 miliardy dolarů, respektive 210 milionů dolarů (v současnosti přibližně 7,586 miliardy RMB). To představuje 67,4 %, respektive 13,1 % celkového trhu s SiC energetickými komponenty.
Podle společnosti TrendForce Consulting se očekává, že trh s výkonovými komponenty SiC dosáhne do roku 2026 hodnoty 5,33 miliardy USD (v současnosti přibližně 37,097 miliardy juanů). Hlavní aplikace se stále spoléhají na elektromobily a obnovitelné zdroje energie, přičemž produkční hodnota elektromobilů dosáhne 3,98 miliardy USD (v současnosti přibližně 27,701 miliardy juanů) s CAGR (složená roční míra růstu) přibližně 38 %; trh s obnovitelnými zdroji energie dosáhl 410 milionů USD (v současnosti přibližně 2,854 miliardy juanů) s CAGR přibližně 19 %.
Tesla neodradila provozovatele SiC
Růst trhu s karbidem křemíku (SiC) v posledních pěti letech do značné míry závisel na společnosti Tesla, prvním výrobci originálního vybavení, který tento materiál použil v elektromobilech, a zároveň největším odběratelem v současnosti. Když tedy nedávno oznámila, že našla způsob, jak snížit množství SiC používaného ve svých budoucích výkonových modulech o 75 procent, průmysl se ocitl v panice a zásoby hlavních hráčů utrpěly.
Snížení o 75 procent zní alarmujícím způsobem, zejména bez podrobnějšího kontextu, ale za tímto oznámením se skrývá řada potenciálních scénářů – žádný z nich nenaznačuje dramatické snížení poptávky po materiálech nebo trhu jako celku.
Scénář 1: Méně zařízení
48čipový měnič v Tesle Model 3 je založen na nejinovativnější technologii dostupné v době vývoje (2017). S rozvojem ekosystému SiC se však otevírá příležitost rozšířit výkon SiC substrátů prostřednictvím pokročilejších systémových návrhů s vyšší integrací. I když je nepravděpodobné, že by jediná technologie snížila obsah SiC o 75 %, různé pokroky v oblasti balení, chlazení (tj. oboustranné a kapalinové chlazení) a architektury kanálových zařízení mohou vést ke kompaktnějším a výkonnějším zařízením. Tesla tuto příležitost nepochybně prozkoumá a údaj 75 % se pravděpodobně vztahuje k vysoce integrovanému návrhu měniče, který snižuje počet používaných čipů ze 48 na 12. Pokud je tomu tak však, není to ekvivalentní takovému pozitivnímu snížení obsahu SiC materiálů, jak bylo navrženo.
Mezitím ostatní výrobci originálního vybavení (OEM), kteří v letech 2023–2024 uvedou na trh vozidla s napětím 800 V, budou i nadále spoléhat na SiC, který je v tomto segmentu nejlepším kandidátem pro zařízení s vysokým výkonem a vysokým napětím. V důsledku toho výrobci originálního vybavení nemusí zaznamenat krátkodobý dopad na penetraci SiC.
Tato situace zdůrazňuje posun zaměření automobilového trhu s SiC od surovin k integraci zařízení a systémů. Výkonové moduly nyní hrají zásadní roli ve zlepšování celkových nákladů a výkonu a všichni hlavní hráči v oblasti SiC mají podniky zabývající se výkonovými moduly s vlastními interními kapacitami pro balení – včetně společností onsemi, STMicroelectronics a Infineon. Wolfspeed nyní expanduje od surovin k zařízením.
Scénář 2: Malá vozidla s nízkými požadavky na výkon
Tesla pracuje na novém voze základní třídy, který má usnadnit používání jejích vozidel. Model 2 nebo Model Q bude levnější a kompaktnější než současná vozidla a menší auta s menším počtem funkcí nebudou k pohonu potřebovat tolik obsahu SiC. Stávající modely si však pravděpodobně zachovají stejný design a celkově budou stále vyžadovat velké množství SiC.
Přes všechny své přednosti je SiC drahý materiál a mnoho výrobců originálního vybavení (OEM) vyjádřilo touhu snížit náklady. Nyní, když se Tesla, největší výrobce originálního vybavení v tomto oboru, vyjádřila k cenám, mohlo by to vyvinout tlak na výrobce vnějšího průmyslu (IDM), aby náklady snížili. Mohlo by být oznámení Tesly strategií pro prosazování cenově konkurenceschopnějších řešení? Bude zajímavé sledovat, jak odvětví zareaguje v nadcházejících týdnech/měsících…
Výrobci integrovaných systémů (IDM) využívají různé strategie ke snižování nákladů, například získáváním substrátů od různých dodavatelů, rozšiřováním výroby zvýšením kapacity a přechodem na destičky s větším průměrem (6" a 8"). Zvýšený tlak pravděpodobně urychlí proces učení pro hráče v celém dodavatelském řetězci v této oblasti. Rostoucí náklady by navíc mohly učinit SiC dostupnějším nejen pro ostatní výrobce automobilů, ale i pro další aplikace, což by mohlo dále podpořit jeho přijetí.
Scénář 3: Nahrazení SIC jinými materiály
Analytici společnosti Yole Intelligence bedlivě sledují další technologie, které by mohly konkurovat SiC v elektromobilech. Například drážkovaný SiC nabízí vyšší hustotu výkonu – uvidíme ho v budoucnu nahradit plochý SiC?
Do roku 2023 se křemíkové IGBT tranzistory budou používat v elektromobilech a v tomto odvětví budou mít dobrou pozici z hlediska kapacity a ceny. Výrobci stále zlepšují výkon a tento substrát by mohl ukázat potenciál nízkopříkonového modelu zmíněného ve scénáři dva, což usnadňuje jeho hromadné navyšování. Možná bude SiC vyhrazen pro pokročilejší a výkonnější vozy Tesly.
GaN-na-Si vykazuje velký potenciál na automobilovém trhu, ale analytici to vnímají jako dlouhodobou úvahu (více než 5 let v tradičním světě v oblasti střídačů). I když v průmyslu probíhala určitá diskuse o GaN, potřeba Tesly snižovat náklady a hromadně navyšovat výrobu činí nepravděpodobným, že by v budoucnu přešla na mnohem novější a méně vyspělý materiál než SiC. Dokáže však Tesla učinit odvážný krok a jako první tento inovativní materiál přijmout? Čas ukáže.
Dodávky oplatek byly mírně ovlivněny, ale mohou se objevit nové trhy.
I když tlak na větší integraci bude mít malý dopad na trh se součástkami, mohl by mít dopad na dodávky destiček. I když to nebude tak dramatické, jak se zpočátku myslelo, každý scénář předpovídá pokles poptávky po SiC, což by mohlo ovlivnit společnosti vyrábějící polovodiče.
Mohlo by to však zvýšit dodávky materiálů na další trhy, které v posledních pěti letech rostly spolu s automobilovým trhem. Automobilový průmysl očekává, že všechna odvětví v nadcházejících letech výrazně porostou – téměř díky nižším nákladům a lepšímu přístupu k materiálům.
Oznámení Tesly šokovalo celým odvětvím, ale po bližším zvážení zůstává výhled pro SiC velmi pozitivní. Kam se Tesla vydá dál – a jak bude odvětví reagovat a adaptovat se? Stojí za naši pozornost.
Čas zveřejnění: 27. března 2023