Σύμφωνα με έκθεση που δημοσίευσε η TrendForce Consulting, καθώς τα έργα συνεργασίας της Anson, της Infineon και άλλων με κατασκευαστές αυτοκινήτων και ενέργειας είναι σαφή, η συνολική αγορά εξαρτημάτων ισχύος SiC θα εκτοξευθεί στα 2,28 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ το 2023 (σημείωση για την πληροφορική: περίπου 15,869 δισεκατομμύρια γιουάν), σημειώνοντας αύξηση 41,4% σε ετήσια βάση.
Σύμφωνα με την έκθεση, οι ημιαγωγοί τρίτης γενιάς περιλαμβάνουν καρβίδιο του πυριτίου (SiC) και νιτρίδιο του γαλλίου (GaN), και το SiC αντιπροσωπεύει το 80% της συνολικής αξίας εξόδου. Το SiC είναι κατάλληλο για σενάρια εφαρμογών υψηλής τάσης και υψηλού ρεύματος, τα οποία μπορούν να βελτιώσουν περαιτέρω την απόδοση των ηλεκτρικών οχημάτων και των συστημάτων εξοπλισμού ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
Σύμφωνα με την TrendForce, οι δύο κορυφαίες εφαρμογές για εξαρτήματα ισχύος SiC είναι τα ηλεκτρικά οχήματα και οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, οι οποίες έφτασαν τα 1,09 δισεκατομμύρια δολάρια και 210 εκατομμύρια δολάρια αντίστοιχα το 2022 (αυτή τη στιγμή περίπου 7,586 δισεκατομμύρια γιουάν). Αντιπροσωπεύουν το 67,4% και το 13,1% της συνολικής αγοράς εξαρτημάτων ισχύος SiC.
Σύμφωνα με την TrendForce Consulting, η αγορά εξαρτημάτων ισχύος SiC αναμένεται να φτάσει τα 5,33 δισεκατομμύρια δολάρια έως το 2026 (περίπου 37,097 δισεκατομμύρια γιουάν επί του παρόντος). Οι κύριες εφαρμογές εξακολουθούν να βασίζονται σε ηλεκτρικά οχήματα και ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, με την αξία παραγωγής των ηλεκτρικών οχημάτων να φτάνει τα 3,98 δισεκατομμύρια δολάρια (περίπου 27,701 δισεκατομμύρια γιουάν επί του παρόντος), με σύνθετο ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης (CAGR) περίπου 38%. Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας έφτασαν τα 410 εκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ (περίπου 2,854 δισεκατομμύρια γιουάν επί του παρόντος), με CAGR περίπου 19%.
Η Tesla δεν έχει αποθαρρύνει τους φορείς εκμετάλλευσης SiC
Η ανάπτυξη της αγοράς καρβιδίου του πυριτίου (SiC) τα τελευταία πέντε χρόνια εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την Tesla, τον πρώτο κατασκευαστή πρωτότυπου εξοπλισμού που χρησιμοποίησε το υλικό σε ηλεκτρικά οχήματα και τον μεγαλύτερο αγοραστή σήμερα. Έτσι, όταν ανακοίνωσε πρόσφατα ότι βρήκε έναν τρόπο να μειώσει την ποσότητα SiC που χρησιμοποιείται στις μελλοντικές μονάδες ισχύος της κατά 75%, ο κλάδος βυθίστηκε σε πανικό και τα αποθέματα των μεγάλων παικτών υπέστησαν ζημιές.
Μια μείωση κατά 75% ακούγεται ανησυχητική, ειδικά χωρίς ιδιαίτερο πλαίσιο, αλλά υπάρχουν ορισμένα πιθανά σενάρια πίσω από την ανακοίνωση - κανένα από τα οποία δεν υποδηλώνει δραματική μείωση της ζήτησης για υλικά ή της αγοράς στο σύνολό της.
Σενάριο 1: Λιγότερες συσκευές
Ο μετατροπέας 48 τσιπ στο Tesla Model 3 βασίζεται στην πιο καινοτόμο τεχνολογία που ήταν διαθέσιμη κατά τη στιγμή της ανάπτυξης (2017). Ωστόσο, καθώς το οικοσύστημα SiC ωριμάζει, υπάρχει η ευκαιρία να επεκταθεί η απόδοση των υποστρωμάτων SiC μέσω πιο προηγμένων σχεδίων συστημάτων με υψηλότερη ενσωμάτωση. Ενώ είναι απίθανο μια μόνο τεχνολογία να μειώσει το SiC κατά 75%, διάφορες εξελίξεις στη συσκευασία, την ψύξη (δηλαδή, διπλής όψης και υγρού-ψύξης) και την αρχιτεκτονική καναλιών συσκευών μπορούν να οδηγήσουν σε πιο συμπαγείς, καλύτερες σε απόδοση συσκευές. Η Tesla αναμφίβολα θα διερευνήσει μια τέτοια ευκαιρία και το ποσοστό 75% πιθανότατα αναφέρεται σε έναν εξαιρετικά ολοκληρωμένο σχεδιασμό μετατροπέα που μειώνει τον αριθμό των μήτρων που χρησιμοποιεί από 48 σε 12. Ωστόσο, εάν συμβαίνει αυτό, δεν ισοδυναμεί με μια τόσο θετική μείωση των υλικών SiC όπως έχει προταθεί.
Εν τω μεταξύ, άλλοι κατασκευαστές πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM) που θα λανσάρουν οχήματα 800V το 2023-24 θα εξακολουθούν να βασίζονται στο SiC, το οποίο είναι ο καλύτερος υποψήφιος για συσκευές υψηλής ισχύος και υψηλής τάσης σε αυτό το τμήμα. Ως αποτέλεσμα, οι κατασκευαστές πρωτότυπου εξοπλισμού ενδέχεται να μην δουν βραχυπρόθεσμο αντίκτυπο στη διείσδυση του SiC.
Αυτή η κατάσταση υπογραμμίζει τη μετατόπιση της εστίασης της αγοράς αυτοκινήτων SiC από τις πρώτες ύλες στην ενσωμάτωση εξοπλισμού και συστημάτων. Οι μονάδες ισχύος διαδραματίζουν πλέον ζωτικό ρόλο στη βελτίωση του συνολικού κόστους και της απόδοσης και όλοι οι μεγάλοι παίκτες στον χώρο του SiC διαθέτουν επιχειρήσεις μονάδων ισχύος με τις δικές τους εσωτερικές δυνατότητες συσκευασίας - συμπεριλαμβανομένων των onsemi, της STMicroelectronics και της Infineon. Η Wolfspeed επεκτείνεται πλέον πέρα από τις πρώτες ύλες στις συσκευές.
Σενάριο 2: Μικρά οχήματα με χαμηλές απαιτήσεις ισχύος
Η Tesla εργάζεται πάνω σε ένα νέο αυτοκίνητο εισαγωγικής κατηγορίας για να κάνει τα οχήματά της πιο εύχρηστα. Το Model 2 ή το Model Q θα είναι φθηνότερα και πιο συμπαγή από τα τρέχοντα οχήματά τους, και τα μικρότερα αυτοκίνητα με λιγότερα χαρακτηριστικά δεν θα χρειάζονται τόσο πολύ SiC για να τα τροφοδοτήσουν. Ωστόσο, τα υπάρχοντα μοντέλα της είναι πιθανό να διατηρήσουν τον ίδιο σχεδιασμό και να εξακολουθούν να απαιτούν μεγάλες ποσότητες SiC συνολικά.
Παρά τα πλεονεκτήματά του, το SiC είναι ένα ακριβό υλικό και πολλοί κατασκευαστές πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM) έχουν εκφράσει την επιθυμία να μειώσουν το κόστος. Τώρα που η Tesla, ο μεγαλύτερος κατασκευαστής πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM) στον χώρο, έχει σχολιάσει τις τιμές, αυτό θα μπορούσε να ασκήσει πίεση στους κατασκευαστές πρωτότυπου εξοπλισμού (IDM) να μειώσουν το κόστος. Θα μπορούσε η ανακοίνωση της Tesla να αποτελέσει μια στρατηγική για την προώθηση πιο ανταγωνιστικών από άποψη κόστους λύσεων; Θα είναι ενδιαφέρον να δούμε πώς θα αντιδράσει η βιομηχανία τις επόμενες εβδομάδες/μήνες...
Οι αυτοκινητοβιομηχανίες IDM χρησιμοποιούν διαφορετικές στρατηγικές για τη μείωση του κόστους, όπως η προμήθεια υποστρώματος από διαφορετικούς προμηθευτές, η επέκταση της παραγωγής αυξάνοντας την παραγωγική ικανότητα και η μετάβαση σε πλακίδια μεγαλύτερης διαμέτρου (6" και 8"). Η αυξημένη πίεση είναι πιθανό να επιταχύνει την καμπύλη μάθησης για τους εμπλεκόμενους σε όλη την αλυσίδα εφοδιασμού σε αυτόν τον τομέα. Επιπλέον, το αυξανόμενο κόστος θα μπορούσε να καταστήσει το SiC πιο προσιτό όχι μόνο για άλλες αυτοκινητοβιομηχανίες αλλά και για άλλες εφαρμογές, γεγονός που θα μπορούσε να προωθήσει περαιτέρω την υιοθέτησή του.
Σενάριο 3: Αντικατάσταση του SIC με άλλα υλικά
Οι αναλυτές της Yole Intelligence παρακολουθούν στενά άλλες τεχνολογίες που θα μπορούσαν να ανταγωνιστούν το SiC στα ηλεκτρικά οχήματα. Για παράδειγμα, το αυλακωτό SiC προσφέρει υψηλότερη πυκνότητα ισχύος - θα το δούμε να αντικαθιστά το επίπεδο SiC στο μέλλον;
Μέχρι το 2023, τα IGBT Si θα χρησιμοποιούνται σε μετατροπείς ηλεκτρικών οχημάτων (EV) και κατέχουν καλή θέση στον κλάδο όσον αφορά την χωρητικότητα και το κόστος. Οι κατασκευαστές εξακολουθούν να βελτιώνουν την απόδοση και αυτό το υπόστρωμα μπορεί να δείξει τις δυνατότητες του μοντέλου χαμηλής ισχύος που αναφέρεται στο δεύτερο σενάριο, γεγονός που διευκολύνει την κλιμάκωση σε μεγάλες ποσότητες. Ίσως το SiC να προορίζεται για τα πιο προηγμένα και ισχυρότερα αυτοκίνητα της Tesla.
Το GaN-on-Si παρουσιάζει μεγάλες δυνατότητες στην αγορά αυτοκινήτων, αλλά οι αναλυτές το βλέπουν αυτό ως μακροπρόθεσμη σκέψη (πάνω από 5 χρόνια σε μετατροπείς στον παραδοσιακό κόσμο). Ενώ έχει γίνει κάποια συζήτηση στον κλάδο γύρω από το GaN, η ανάγκη της Tesla για μείωση του κόστους και μαζική κλιμάκωση καθιστά απίθανο να στραφεί σε ένα πολύ νεότερο και λιγότερο ώριμο υλικό από το SiC στο μέλλον. Αλλά μπορεί η Tesla να κάνει το τολμηρό βήμα να υιοθετήσει πρώτα αυτό το καινοτόμο υλικό; Μόνο ο χρόνος θα δείξει.
Οι αποστολές γκοφρετών επηρεάστηκαν ελαφρώς, αλλά ενδέχεται να υπάρξουν νέες αγορές
Ενώ η ώθηση για μεγαλύτερη ολοκλήρωση θα έχει μικρό αντίκτυπο στην αγορά συσκευών, θα μπορούσε να έχει αντίκτυπο στις αποστολές πλακιδίων. Αν και δεν είναι τόσο δραματικό όσο πολλοί πίστευαν αρχικά, κάθε σενάριο προβλέπει μείωση της ζήτησης SiC, η οποία θα μπορούσε να επηρεάσει τις εταιρείες ημιαγωγών.
Ωστόσο, θα μπορούσε να αυξήσει την προσφορά υλικών σε άλλες αγορές που έχουν αναπτυχθεί μαζί με την αγορά αυτοκινήτων τα τελευταία πέντε χρόνια. Η αυτοκινητοβιομηχανία αναμένει ότι όλες οι βιομηχανίες θα αναπτυχθούν σημαντικά τα επόμενα χρόνια — σχεδόν χάρη στο χαμηλότερο κόστος και την αυξημένη πρόσβαση σε υλικά.
Η ανακοίνωση της Tesla προκάλεσε σοκ στον κλάδο, αλλά μετά από περαιτέρω σκέψη, οι προοπτικές για το SiC παραμένουν πολύ θετικές. Πού θα πάει η Tesla στη συνέχεια — και πώς θα αντιδράσει και θα προσαρμοστεί ο κλάδος; Αξίζει την προσοχή μας.
Ώρα δημοσίευσης: 27 Μαρτίου 2023