Ifølge en rapport udgivet af TrendForce Consulting, i takt med at Anson, Infineon og andre samarbejdsprojekter med bil- og energiproducenter er klare, vil det samlede marked for SiC-strømkomponenter stige til 2,28 milliarder amerikanske dollars i 2023 (IT-hjemmemarked: ca. 15,869 milliarder yuan), en stigning på 41,4% i forhold til året før.
Ifølge rapporten omfatter tredjegenerations halvledere siliciumcarbid (SiC) og galliumnitrid (GaN), og SiC tegner sig for 80% af den samlede outputværdi. SiC er velegnet til højspændings- og højstrømsapplikationer, hvilket yderligere kan forbedre effektiviteten af elbiler og vedvarende energisystemer.
Ifølge TrendForce er de to største anvendelsesområder for SiC-strømkomponenter elbiler og vedvarende energi, som nåede henholdsvis 1,09 milliarder dollars og 210 millioner dollars i 2022 (i øjeblikket omkring 7,586 milliarder RMB). Det tegner sig for 67,4 % og 13,1 % af det samlede marked for SiC-strømkomponenter.
Ifølge TrendForce Consulting forventes markedet for SiC-strømkomponenter at nå 5,33 milliarder dollars i 2026 (i øjeblikket ca. 37,097 milliarder yuan). Mainstream-applikationerne er stadig afhængige af elbiler og vedvarende energi, med en produktionsværdi af elbiler på 3,98 milliarder dollars (i øjeblikket ca. 27,701 milliarder yuan), en CAGR (sammensat årlig vækstrate) på ca. 38 %; vedvarende energi nåede 410 millioner amerikanske dollars (ca. 2,854 milliarder yuan i øjeblikket), en CAGR på ca. 19 %.
Tesla har ikke afskrækket SiC-operatører
Væksten på markedet for siliciumcarbid (SiC) i løbet af de sidste fem år har i høj grad afhænget af Tesla, den første originale udstyrsproducent, der brugte materialet i elbiler, og den største aftager i dag. Så da Tesla for nylig annoncerede, at de havde fundet en måde at reducere mængden af SiC, der bruges i deres fremtidige kraftmoduler, med 75 procent, blev branchen kastet ud i panik, og lagrene hos de store aktører led under pres.
En reduktion på 75 procent lyder alarmerende, især uden megen kontekst, men der er en række potentielle scenarier bag annonceringen – hvoraf ingen antyder en dramatisk reduktion i efterspørgslen efter materialer eller markedet som helhed.
Scenarie 1: Færre enheder
48-chip-inverteren i Tesla Model 3 er baseret på den mest innovative teknologi, der var tilgængelig på udviklingstidspunktet (2017). Efterhånden som SiC-økosystemet modnes, er der dog en mulighed for at udvide SiC-substraters ydeevne gennem mere avancerede systemdesign med højere integration. Selvom det er usandsynligt, at en enkelt teknologi vil reducere SiC med 75%, kan forskellige fremskridt inden for pakning, køling (dvs. dobbeltsidet og væskekølet) og kanaliseret enhedsarkitektur føre til mere kompakte og bedre ydende enheder. Tesla vil uden tvivl udforske en sådan mulighed, og tallet på 75% refererer sandsynligvis til et stærkt integreret inverterdesign, der reducerer antallet af chips, det bruger, fra 48 til 12. Men hvis dette er tilfældet, svarer det ikke til en så positiv reduktion af SiC-materialer, som det er blevet foreslået.
I mellemtiden vil andre OEM-producenter, der lancerer 800V-køretøjer i 2023-24, stadig være afhængige af SiC, som er den bedste kandidat til enheder med høj effekt og høj spænding i dette segment. Som følge heraf vil OEM-producenter muligvis ikke opleve en kortsigtet effekt på SiC-udbredelsen.
Denne situation fremhæver skiftet i SiC-bilmarkedets fokus fra råmaterialer til udstyrs- og systemintegration. Powermoduler spiller nu en afgørende rolle i at forbedre de samlede omkostninger og ydeevne, og alle de store aktører inden for SiC-området har powermodulvirksomheder med deres egne interne pakningskapaciteter – herunder onsemi, STMicroelectronics og Infineon. Wolfspeed udvider nu ud over råmaterialer til enheder.
Scenarie 2: Små køretøjer med lavt strømforbrug
Tesla har arbejdet på en ny basisbil for at gøre deres køretøjer nemmere at bruge. Model 2 eller Model Q vil være billigere og mere kompakte end deres nuværende køretøjer, og mindre biler med færre funktioner vil ikke have brug for så meget SiC-indhold til at drive dem. De eksisterende modeller vil dog sandsynligvis beholde det samme design og stadig kræve store mængder SiC samlet set.
Trods alle sine fordele er SiC et dyrt materiale, og mange OEM-producenter har udtrykt et ønske om at reducere omkostningerne. Nu hvor Tesla, den største OEM på området, har kommenteret på priserne, kan dette lægge pres på IDM'er for at reducere omkostningerne. Kunne Teslas annoncering være en strategi til at fremme mere omkostningskonkurrencedygtige løsninger? Det bliver interessant at se, hvordan branchen reagerer i de kommende uger/måneder ...
IDM'er bruger forskellige strategier til at reducere omkostningerne, f.eks. ved at indkøbe substrater fra forskellige leverandører, udvide produktionen ved at øge kapaciteten og skifte til wafere med større diameter (6" og 8"). Det øgede pres vil sandsynligvis fremskynde læringskurven for aktører på tværs af forsyningskæden på dette område. Derudover kan stigende omkostninger gøre SiC mere overkommelig, ikke kun for andre bilproducenter, men også til andre applikationer, hvilket yderligere kan fremme dets udbredelse.
Scenarie 3: Udskift SIC med andre materialer
Analytikere hos Yole Intelligence holder nøje øje med andre teknologier, der kan konkurrere med SiC i elbiler. For eksempel tilbyder rillet SiC højere effekttæthed – vil vi se det erstatte flad SiC i fremtiden?
I 2023 vil Si IGBT'er blive brugt i EV-invertere og være godt positioneret i branchen med hensyn til kapacitet og omkostninger. Producenterne forbedrer stadig ydeevnen, og dette substrat kan vise potentialet i den lavenergimodel, der er nævnt i scenarie to, hvilket gør det lettere at skalere op i store mængder. Måske vil SiC blive reserveret til Teslas mere avancerede og kraftfulde biler.
GaN-on-Si viser et stort potentiale på bilmarkedet, men analytikere ser dette som en langsigtet overvejelse (over 5 år inden for invertere i den traditionelle verden). Selvom der har været en del diskussion i branchen omkring GaN, gør Teslas behov for omkostningsreduktion og masseopskalering det usandsynligt, at de vil gå over til et meget nyere og mindre modent materiale end SiC i fremtiden. Men kan Tesla tage det modige skridt at indføre dette innovative materiale først? Kun tiden vil vise det.
Waferleverancer påvirket en smule, men der kan være nye markeder
Selvom presset for større integration vil have ringe indflydelse på enhedsmarkedet, kan det have en indflydelse på waferleverancer. Selvom det ikke er så dramatisk, som mange oprindeligt troede, forudsiger hvert scenarie et fald i SiC-efterspørgslen, hvilket kan påvirke halvledervirksomheder.
Det kan dog øge udbuddet af materialer til andre markeder, der er vokset sammen med bilmarkedet i løbet af de sidste fem år. Autobranchen forventer, at alle brancher vil vokse betydeligt i de kommende år – næsten takket være lavere omkostninger og øget adgang til materialer.
Teslas annoncering sendte chokbølger gennem branchen, men ved nærmere eftertanke er udsigterne for SiC fortsat meget positive. Hvor går Tesla hen nu – og hvordan vil branchen reagere og tilpasse sig? Det er vores opmærksomhed værd.
Opslagstidspunkt: 27. marts 2023