Segundo un informe publicado por TrendForce Consulting, como xa está claro, Anson, Infineon e outros proxectos de cooperación con fabricantes de automóbiles e enerxía, o mercado global de compoñentes de potencia de SiC ascenderá a 2.280 millóns de dólares estadounidenses en 2023 (nota de TI: uns 15.869 millóns de yuans), un 41,4 % máis que o ano anterior.
Segundo o informe, os semicondutores de terceira xeración inclúen o carburo de silicio (SiC) e o nitruro de galio (GaN), e o SiC representa o 80 % do valor de saída total. O SiC é axeitado para escenarios de aplicación de alta tensión e alta corrente, o que pode mellorar aínda máis a eficiencia dos vehículos eléctricos e dos sistemas de equipos de enerxía renovable.
Segundo TrendForce, as dúas principais aplicacións para os compoñentes de enerxía de SiC son os vehículos eléctricos e as enerxías renovables, que alcanzaron os 1.090 millóns de dólares e os 210 millóns de dólares respectivamente en 2022 (actualmente uns 7.586 millóns de yuans). Representan o 67,4 % e o 13,1 % do mercado total de compoñentes de enerxía de SiC.
Segundo TrendForce Consulting, espérase que o mercado de compoñentes de enerxía de SiC alcance os 5.330 millóns de dólares en 2026 (actualmente uns 37.097 millóns de yuans). As aplicacións principais aínda dependen dos vehículos eléctricos e das enerxías renovables, cun valor de produción dos vehículos eléctricos que alcanza os 3.980 millóns de dólares (actualmente uns 27.701 millóns de yuans), cunha taxa de crecemento anual composta (TCAC) de aproximadamente o 38 %; as enerxías renovables alcanzaron os 410 millóns de dólares estadounidenses (uns 2.854 millóns de yuans na actualidade), cunha TACAC de aproximadamente o 19 %.
Tesla non disuadiu aos operadores de SiC
O crecemento do mercado do carburo de silicio (SiC) nos últimos cinco anos dependeu en gran medida de Tesla, o primeiro fabricante de equipos orixinais en empregar o material en vehículos eléctricos e o maior comprador na actualidade. Polo tanto, cando anunciou recentemente que atopara unha forma de reducir a cantidade de SiC empregado nos seus futuros módulos de potencia nun 75 %, a industria entrou en pánico e os inventarios dos principais actores sufriron.
Un recorte do 75 % soa alarmante, especialmente sen moito contexto, pero hai unha serie de posibles escenarios detrás do anuncio, ningún dos cales suxire unha redución drástica da demanda de materiais ou do mercado no seu conxunto.
Escenario 1: Menos dispositivos
O inversor de 48 chips do Tesla Model 3 baséase na tecnoloxía máis innovadora dispoñible no momento do seu desenvolvemento (2017). Non obstante, a medida que o ecosistema SiC madura, existe a oportunidade de ampliar o rendemento dos substratos de SiC mediante deseños de sistemas máis avanzados con maior integración. Aínda que é improbable que unha soa tecnoloxía reduza o SiC nun 75 %, varios avances no empaquetado, a refrixeración (é dicir, de dobre cara e refrixeración líquida) e a arquitectura de dispositivos canalizados poden levar a dispositivos máis compactos e de mellor rendemento. Sen dúbida, Tesla explorará esta oportunidade, e a cifra do 75 % probablemente se refira a un deseño de inversor altamente integrado que reduce o número de matrices que utiliza de 48 a 12. Non obstante, se este é o caso, non é equivalente a unha redución tan positiva dos materiais SiC como se suxeriu.
Mentres tanto, outros fabricantes de equipos orixinais que lancen vehículos de 800 V en 2023-24 seguirán dependendo do SiC, que é o mellor candidato para dispositivos de alta potencia e alta tensión neste segmento. Como resultado, é posible que os fabricantes de equipos orixinais non vexan un impacto a curto prazo na penetración do SiC.
Esta situación pon de manifesto o cambio no enfoque do mercado automotriz de SiC, que pasa das materias primas á integración de equipos e sistemas. Os módulos de potencia desempeñan agora un papel vital na mellora do custo e o rendemento xerais, e todos os principais actores do espazo de SiC teñen negocios de módulos de potencia coas súas propias capacidades de empaquetado interno, incluíndo onsemi, STMicroelectronics e Infineon. Wolfspeed está a expandirse agora máis alá das materias primas aos dispositivos.
Escenario 2: Vehículos pequenos con baixos requisitos de potencia
Tesla leva tempo traballando nun novo coche de gama básica para que os seus vehículos sexan máis fáciles de usar. O Model 2 ou o Model Q serán máis baratos e compactos que os seus vehículos actuais, e os coches máis pequenos con menos características non necesitarán tanto contido de SiC para alimentarse. Non obstante, é probable que os seus modelos existentes conserven o mesmo deseño e aínda requiran grandes cantidades de SiC en xeral.
A pesar de todas as súas virtudes, o SiC é un material caro e moitos fabricantes de equipos orixinais (OEM) expresaron o seu desexo de reducir custos. Agora que Tesla, o maior fabricante de equipos orixinais do sector, fixo comentarios sobre os prezos, isto podería exercer presión sobre os fabricantes de produtos independentes (IDM) para que reduza os custos. Podería ser o anuncio de Tesla unha estratexia para impulsar solucións máis competitivas en termos de custos? Será interesante ver como reacciona a industria nas próximas semanas/meses...
As empresas de deseño industrial (IDM) están a empregar diferentes estratexias para reducir os custos, como a obtención de substrato de diferentes provedores, a ampliación da produción aumentando a capacidade e o cambio a obleas de maior diámetro (6″ e 8″). É probable que o aumento da presión acelere a curva de aprendizaxe para os actores de toda a cadea de subministración nesta área. Ademais, o aumento dos custos podería facer que o SiC sexa máis accesible non só para outros fabricantes de automóbiles, senón tamén para outras aplicacións, o que podería impulsar aínda máis a súa adopción.
Escenario 3: Substituír o SIC por outros materiais
Os analistas de Yole Intelligence están a vixiar de preto outras tecnoloxías que poderían competir co SiC nos vehículos eléctricos. Por exemplo, o SiC ranurado ofrece unha maior densidade de potencia. Verémolo substituír o SiC plano no futuro?
Para 2023, os IGBT de Si usaranse en inversores de vehículos eléctricos e están ben posicionados dentro da industria en termos de capacidade e custo. Os fabricantes seguen mellorando o rendemento e este substrato pode mostrar o potencial do modelo de baixo consumo mencionado no escenario dous, o que facilita a ampliación en grandes cantidades. Quizais o SiC se reserve para os coches máis avanzados e potentes de Tesla.
O GaN sobre Si amosa un gran potencial no mercado da automoción, pero os analistas ven isto como unha consideración a longo prazo (máis de 5 anos en inversores no mundo tradicional). Aínda que houbo certo debate na industria sobre o GaN, a necesidade de Tesla de reducir custos e ampliar a escala masiva fai que sexa improbable que se pase a un material moito máis novo e menos maduro que o SiC no futuro. Pero, pode Tesla dar o paso audaz de adoptar primeiro este material innovador? Só o tempo o dirá.
Os envíos de obleas víronse lixeiramente afectados, pero pode haber novos mercados
Aínda que o impulso a unha maior integración terá pouco impacto no mercado de dispositivos, podería ter un impacto nos envíos de obleas. Aínda que non sexa tan drástico como moitos pensaban inicialmente, cada escenario predí un descenso na demanda de SiC, o que podería afectar ás empresas de semicondutores.
Non obstante, podería aumentar o subministro de materiais a outros mercados que creceron xunto co mercado automobilístico nos últimos cinco anos. A industria automobilística prevé que todas as industrias medren significativamente nos próximos anos, case grazas á redución dos custos e ao maior acceso aos materiais.
O anuncio de Tesla provocou unha gran conmoción na industria, pero despois de reflexionar máis, as perspectivas para o SiC seguen sendo moi positivas. Cara a onde vai Tesla a continuación e como reaccionará e se adaptará a industria? Merece a pena prestarlle atención.
Data de publicación: 27 de marzo de 2023