Según un informe publicado por TrendForce Consulting, como Anson, Infineon y otros proyectos de cooperación con fabricantes de automóviles y energía son claros, el mercado general de componentes de energía de SiC se promoverá a 2,28 mil millones de dólares estadounidenses en 2023 (nota de IT home: alrededor de 15,869 mil millones de yuanes), un 41,4% más año tras año.
Según el informe, los semiconductores de tercera generación incluyen el carburo de silicio (SiC) y el nitruro de galio (GaN), y el SiC representa el 80 % del valor total de producción. El SiC es adecuado para aplicaciones de alto voltaje y alta corriente, lo que puede mejorar aún más la eficiencia de los vehículos eléctricos y los sistemas de energía renovable.
Según TrendForce, las dos principales aplicaciones de los componentes de potencia de SiC son los vehículos eléctricos y las energías renovables, que alcanzaron 1.090 millones de dólares y 210 millones de dólares, respectivamente, en 2022 (actualmente, unos 7.586 millones de RMB). Representan el 67,4 % y el 13,1 % del mercado total de componentes de potencia de SiC.
Según TrendForce Consulting, se prevé que el mercado de componentes de energía de SiC alcance los 5.330 millones de dólares para 2026 (actualmente, unos 37.097 millones de yuanes). Las aplicaciones principales aún dependen de los vehículos eléctricos y las energías renovables, con un valor de producción de vehículos eléctricos de 3.980 millones de dólares (actualmente, unos 27.701 millones de yuanes), con una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) de aproximadamente el 38 %. Las energías renovables alcanzaron los 410 millones de dólares estadounidenses (actualmente, unos 2.854 millones de yuanes), con una TCAC de aproximadamente el 19 %.
Tesla no ha disuadido a los operadores de SiC
El crecimiento del mercado del carburo de silicio (SiC) en los últimos cinco años ha dependido en gran medida de Tesla, el primer fabricante de equipos originales (OEM) en utilizar este material en vehículos eléctricos y el mayor comprador actual. Por ello, cuando anunció recientemente que había encontrado una manera de reducir la cantidad de SiC utilizada en sus futuros módulos de potencia en un 75 %, la industria entró en pánico y los inventarios de las principales empresas se vieron afectados.
Un recorte del 75 por ciento suena alarmante, especialmente sin mucho contexto, pero hay varios escenarios potenciales detrás del anuncio, ninguno de los cuales sugiere una reducción dramática en la demanda de materiales o del mercado en su conjunto.
Escenario 1: Menos dispositivos
El inversor de 48 chips del Tesla Model 3 se basa en la tecnología más innovadora disponible en el momento de su desarrollo (2017). Sin embargo, a medida que el ecosistema de SiC madura, existe la oportunidad de ampliar el rendimiento de los sustratos de SiC mediante diseños de sistemas más avanzados con mayor integración. Si bien es improbable que una sola tecnología reduzca el SiC en un 75 %, diversos avances en encapsulado, refrigeración (es decir, refrigeración por líquido y de doble cara) y arquitectura de dispositivos canalizados pueden dar lugar a dispositivos más compactos y de mejor rendimiento. Tesla, sin duda, explorará esta oportunidad, y la cifra del 75 % probablemente se refiere a un diseño de inversor altamente integrado que reduce el número de matrices que utiliza de 48 a 12. Sin embargo, de ser así, no equivale a una reducción tan positiva de los materiales de SiC como se ha sugerido.
Mientras tanto, otros fabricantes de equipos originales (OEM) que lancen vehículos de 800 V en 2023-24 seguirán utilizando el carburo de silicio (SiC), el mejor candidato para dispositivos de alta potencia y alto voltaje en este segmento. Por lo tanto, es posible que los fabricantes de equipos originales (OEM) no vean un impacto a corto plazo en la penetración del SiC.
Esta situación pone de relieve el cambio de enfoque del mercado automotriz de SiC, que ha pasado de las materias primas a la integración de equipos y sistemas. Los módulos de potencia desempeñan ahora un papel fundamental en la mejora del coste y el rendimiento general, y todas las principales empresas del sector de SiC cuentan con negocios de módulos de potencia con sus propias capacidades de empaquetado interno, como onsemi, STMicroelectronics e Infineon. Wolfspeed se está expandiendo ahora más allá de las materias primas, a los dispositivos.
Escenario 2: Vehículos pequeños con bajos requerimientos de potencia
Tesla ha estado trabajando en un nuevo coche de gama básica para facilitar su uso. El Model 2 o el Model Q serán más económicos y compactos que sus vehículos actuales, y los coches más pequeños con menos prestaciones no necesitarán tanto carburo de silicio (SiC) para su propulsión. Sin embargo, es probable que sus modelos actuales mantengan el mismo diseño y sigan requiriendo grandes cantidades de SiC en general.
A pesar de todas sus virtudes, el SiC es un material caro, y muchos fabricantes de equipos originales (OEM) han expresado su deseo de reducir costos. Ahora que Tesla, el mayor fabricante de equipos originales (OEM) del sector, ha comentado sobre los precios, esto podría presionar a los fabricantes de componentes integrados (IDM) a reducir costos. ¿Podría el anuncio de Tesla ser una estrategia para impulsar soluciones más competitivas en costos? Será interesante ver cómo reacciona la industria en las próximas semanas/meses.
Los IDM están empleando diferentes estrategias para reducir costos, como la adquisición de sustrato de diferentes proveedores, la expansión de la producción mediante el aumento de la capacidad y el cambio a obleas de mayor diámetro (6" y 8"). Es probable que esta mayor presión acelere el proceso de aprendizaje para los actores de la cadena de suministro en este ámbito. Además, el aumento de los costos podría hacer que el SiC sea más asequible no solo para otros fabricantes de automóviles, sino también para otras aplicaciones, lo que podría impulsar aún más su adopción.
Escenario 3: Reemplazar el SIC por otros materiales
Los analistas de Yole Intelligence siguen de cerca otras tecnologías que podrían competir con el SiC en vehículos eléctricos. Por ejemplo, el SiC ranurado ofrece una mayor densidad de potencia. ¿Lo veremos reemplazar al SiC plano en el futuro?
Para 2023, los IGBT de silicio se utilizarán en inversores de vehículos eléctricos y están bien posicionados en la industria en términos de capacidad y coste. Los fabricantes siguen mejorando el rendimiento, y este sustrato podría mostrar el potencial del modelo de bajo consumo mencionado en el escenario dos, lo que facilita su escalado a gran escala. Quizás el carburo de silicio (SiC) se reserve para los coches más avanzados y potentes de Tesla.
El GaN sobre Si muestra un gran potencial en el mercado automotriz, pero los analistas lo consideran una consideración a largo plazo (más de 5 años en inversores tradicionales). Si bien se ha debatido en la industria sobre el GaN, la necesidad de Tesla de reducir costos y expandirse a gran escala hace improbable que adopte un material mucho más nuevo y menos maduro que el SiC en el futuro. Pero ¿podrá Tesla tomar la decisión audaz de adoptar este innovador material primero? Solo el tiempo lo dirá.
Los envíos de obleas se vieron ligeramente afectados, pero podría haber nuevos mercados
Si bien el impulso hacia una mayor integración tendrá poco impacto en el mercado de dispositivos, podría afectar los envíos de obleas. Aunque no tan drástico como muchos pensaron inicialmente, cada escenario predice una disminución en la demanda de SiC, lo que podría afectar a las empresas de semiconductores.
Sin embargo, podría aumentar el suministro de materiales a otros mercados que han crecido junto con el mercado automotriz en los últimos cinco años. El sector automotriz prevé un crecimiento significativo en todas las industrias en los próximos años, en gran medida gracias a la reducción de costos y al mayor acceso a los materiales.
El anuncio de Tesla causó conmoción en la industria, pero tras una reflexión más profunda, las perspectivas para el carburo de silicio (SiC) siguen siendo muy positivas. ¿Hacia dónde se dirige Tesla ahora y cómo reaccionará y se adaptará la industria? Merece nuestra atención.
Hora de publicación: 27 de marzo de 2023