Según un informe publicado por TrendForce Consulting, dado que Anson, Infineon y otros proyectos de cooperación con fabricantes de automóviles y energía están en marcha, el mercado global de componentes de potencia de SiC aumentará a 2.280 millones de dólares estadounidenses en 2023 (nota del sector de TI: aproximadamente 15.869 millones de yuanes), lo que supone un incremento del 41,4% interanual.
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 la 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 equipos 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 los 1090 millones de dólares y los 210 millones de dólares respectivamente en 2022 (equivalentes a unos 7586 millones de RMB). Esto representa el 67,4 % y el 13,1 % del mercado total de componentes de potencia de SiC.
Según TrendForce Consulting, se espera que el mercado de componentes de potencia de SiC alcance los 5.330 millones de dólares en 2026 (actualmente unos 37.097 millones de yuanes). Las principales aplicaciones siguen basándose en los vehículos eléctricos y las energías renovables, con un valor de producción de los vehículos eléctricos que alcanza los 3.980 millones de dólares (actualmente unos 27.701 millones de yuanes), con una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) de aproximadamente el 38%; las energías renovables alcanzaron los 410 millones de dólares estadounidenses (actualmente unos 2.854 millones de yuanes), con una CAGR 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 en utilizar este material en vehículos eléctricos y el mayor comprador en la actualidad. Por ello, cuando anunció recientemente que había encontrado una manera de reducir en un 75 % la cantidad de SiC utilizada en sus futuros módulos de potencia, la industria entró en pánico y los inventarios de los principales actores se vieron afectados.
Un recorte del 75 por ciento suena alarmante, especialmente sin mucho contexto, pero existen varios escenarios posibles detrás del anuncio, ninguno de los cuales sugiere una reducción drástica 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 el empaquetado, la refrigeración (por ejemplo, de doble cara y refrigerada por líquido) y la 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 chips utilizados 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 2023-2024 seguirán utilizando SiC, que es la mejor opción para dispositivos de alta potencia y alto voltaje en este segmento. Por lo tanto, es posible que los OEM no perciban un impacto a corto plazo en la penetración del SiC.
Esta situación pone de manifiesto el cambio de enfoque del mercado automotriz de SiC, que pasa de centrarse en 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 generales, y todos los principales actores del sector de SiC cuentan con divisiones de módulos de potencia con capacidades de encapsulado interno propias, como Onsemi, STMicroelectronics e Infineon. Wolfspeed está expandiendo su actividad más allá de las materias primas, incursionando ahora en los dispositivos.
Escenario 2: Vehículos pequeños con bajos requisitos de potencia.
Tesla ha estado trabajando en un nuevo modelo de entrada para facilitar el uso de sus vehículos. El Model 2 o el Model Q serán más económicos y compactos que sus modelos actuales, y los coches más pequeños con menos funciones no requerirán tanto SiC para su funcionamiento. Sin embargo, es probable que sus modelos actuales conserven el mismo diseño y sigan necesitando grandes cantidades de SiC en general.
A pesar de todas sus ventajas, el SiC es un material caro, y muchos fabricantes de equipos originales (OEM) han manifestado su deseo de reducir costes. Ahora que Tesla, el mayor OEM del sector, se ha pronunciado sobre los precios, esto podría presionar a los fabricantes de componentes integrados (IDM) para que reduzcan costes. ¿Podría el anuncio de Tesla ser una estrategia para impulsar soluciones más competitivas en precio? Será interesante ver cómo reacciona la industria en las próximas semanas/meses…
Los fabricantes de dispositivos integrados (IDM) están empleando diversas estrategias para reducir costes, como la adquisición de sustratos de distintos proveedores, la expansión de la producción mediante el aumento de la capacidad y el uso de obleas de mayor diámetro (6" y 8"). Es probable que esta mayor presión acelere el proceso de aprendizaje para los participantes de la cadena de suministro en este ámbito. Además, el aumento de los costes podría hacer que el SiC sea más asequible no solo para otros fabricantes de automóviles, sino también para otras aplicaciones, lo que impulsaría aún más su adopción.
Escenario 3: Reemplazar el SIC con otros materiales.
Los analistas de Yole Intelligence siguen de cerca otras tecnologías que podrían competir con el SiC en los vehículos eléctricos. Por ejemplo, el SiC ranurado ofrece una mayor densidad de potencia: ¿veremos cómo reemplaza al SiC plano en el futuro?
Para 2023, los IGBT de silicio se utilizarán en inversores para vehículos eléctricos y gozan de una buena posición en el sector en cuanto a capacidad y coste. Los fabricantes siguen mejorando su rendimiento, y este sustrato podría demostrar el potencial del modelo de baja potencia mencionado en el segundo escenario, lo que facilitaría la producción a gran escala. Quizás el carburo de silicio se reserve para los coches más avanzados y potentes de Tesla.
El GaN sobre silicio muestra un gran potencial en el mercado automotriz, pero los analistas lo consideran una inversión a largo plazo (más de 5 años en inversores en el sector tradicional). Si bien se ha hablado del GaN en la industria, la necesidad de Tesla de reducir costos y aumentar la producción a gran escala hace improbable que opte por un material mucho más nuevo y menos maduro que el SiC en el futuro. Pero, ¿será capaz Tesla de dar el paso audaz de adoptar este material innovador primero? Solo el tiempo lo dirá.
Los envíos de obleas se han visto ligeramente afectados, pero podrían surgir nuevos mercados.
Si bien el impulso hacia una mayor integración tendrá poco impacto en el mercado de dispositivos, sí 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, esto podría incrementar el suministro de materiales a otros mercados que han crecido junto con el sector automotriz en los últimos cinco años. El sector automotriz prevé que todas las industrias experimenten un crecimiento significativo en los próximos años, principalmente gracias a la reducción de costos y al mayor acceso a los materiales.
El anuncio de Tesla causó gran revuelo en la industria, pero, tras una reflexión más profunda, las perspectivas para el SiC siguen siendo muy positivas. ¿Cuál será el próximo paso de Tesla? ¿Cómo reaccionará y se adaptará la industria? Merece nuestra atención.
Fecha de publicación: 27 de marzo de 2023