Secondo un rapporto pubblicato da TrendForce Consulting, come dimostrano chiaramente i progetti di cooperazione di Anson, Infineon e altri con produttori di automobili e di energia, il mercato complessivo dei componenti di potenza SiC raggiungerà i 2,28 miliardi di dollari USA nel 2023 (nota di IT Home: circa 15,869 miliardi di yuan), con un aumento del 41,4% su base annua.
Secondo il rapporto, i semiconduttori di terza generazione includono il carburo di silicio (SiC) e il nitruro di gallio (GaN), e il SiC rappresenta l'80% del valore di produzione complessivo. Il SiC è adatto per scenari applicativi ad alta tensione e alta corrente, il che può migliorare ulteriormente l'efficienza dei veicoli elettrici e dei sistemi di apparecchiature per le energie rinnovabili.
Secondo TrendForce, le due principali applicazioni dei componenti di potenza in SiC sono i veicoli elettrici e le energie rinnovabili, che hanno raggiunto rispettivamente 1,09 miliardi di dollari e 210 milioni di dollari nel 2022 (attualmente circa 7,586 miliardi di RMB). Rappresentano il 67,4% e il 13,1% del mercato totale dei componenti di potenza in SiC.
Secondo TrendForce Consulting, si prevede che il mercato dei componenti di potenza in SiC raggiungerà i 5,33 miliardi di dollari entro il 2026 (attualmente circa 37,097 miliardi di yuan). Le applicazioni principali si basano ancora sui veicoli elettrici e sulle energie rinnovabili, con un valore di produzione dei veicoli elettrici che raggiunge i 3,98 miliardi di dollari (attualmente circa 27,701 miliardi di yuan), con un CAGR (tasso di crescita annuo composto) di circa il 38%; il valore delle energie rinnovabili ha raggiunto i 410 milioni di dollari USA (attualmente circa 2,854 miliardi di yuan), con un CAGR di circa il 19%.
Tesla non ha scoraggiato gli operatori SiC
La crescita del mercato del carburo di silicio (SiC) negli ultimi cinque anni è dipesa in larga parte da Tesla, il primo produttore di apparecchiature originali a utilizzare il materiale nei veicoli elettrici e oggi il maggiore acquirente. Pertanto, quando Tesla ha recentemente annunciato di aver trovato un modo per ridurre del 75% la quantità di SiC utilizzata nei suoi futuri moduli di potenza, l'industria è stata gettata nel panico e le scorte dei principali attori del settore sono crollate.
Un taglio del 75 per cento può sembrare allarmante, soprattutto se non adeguatamente contestualizzato, ma dietro l'annuncio si celano diversi scenari potenziali, nessuno dei quali suggerisce una drastica riduzione della domanda di materiali o del mercato nel suo complesso.
Scenario 1: Meno dispositivi
L'inverter a 48 chip della Tesla Model 3 si basa sulla tecnologia più innovativa disponibile al momento dello sviluppo (2017). Tuttavia, con la maturazione dell'ecosistema SiC, si apre l'opportunità di estendere le prestazioni dei substrati SiC attraverso progetti di sistema più avanzati con una maggiore integrazione. Sebbene sia improbabile che una singola tecnologia riduca il SiC del 75%, vari progressi nel packaging, nel raffreddamento (ad esempio, a doppia faccia e a liquido) e nell'architettura dei dispositivi canalizzati possono portare a dispositivi più compatti e dalle prestazioni migliori. Tesla esplorerà senza dubbio tale opportunità e il 75% si riferisce probabilmente a un progetto di inverter altamente integrato che riduce il numero di die utilizzati da 48 a 12. Tuttavia, se così fosse, non equivarrebbe a una riduzione così positiva dei materiali SiC come è stato suggerito.
Nel frattempo, gli altri OEM che lanceranno veicoli a 800 V nel 2023-24 continueranno a fare affidamento sul SiC, che è il candidato migliore per dispositivi ad alta potenza e alta tensione in questo segmento. Di conseguenza, gli OEM potrebbero non riscontrare un impatto a breve termine sulla penetrazione del SiC.
Questa situazione evidenzia lo spostamento dell'attenzione del mercato automobilistico del SiC dalle materie prime all'integrazione di apparecchiature e sistemi. I moduli di potenza svolgono ora un ruolo fondamentale nel migliorare i costi e le prestazioni complessivi, e tutti i principali attori del settore del SiC dispongono di business dedicati ai moduli di potenza con capacità di packaging interne, tra cui onsemi, STMicroelectronics e Infineon. Wolfspeed si sta ora espandendo oltre le materie prime, puntando sui dispositivi.
Scenario 2: Veicoli di piccole dimensioni con bassi requisiti di potenza
Tesla sta lavorando a una nuova auto entry-level per rendere i suoi veicoli più facili da usare. La Model 2 o la Model Q saranno più economiche e compatte rispetto ai veicoli attuali, e le auto più piccole con meno funzionalità non richiederanno così tanto contenuto di SiC per essere alimentate. Tuttavia, è probabile che i modelli esistenti mantengano lo stesso design e continuino a richiedere grandi quantità di SiC in generale.
Nonostante tutti i suoi vantaggi, il SiC è un materiale costoso e molti OEM hanno espresso il desiderio di ridurre i costi. Ora che Tesla, il più grande OEM del settore, ha rilasciato dichiarazioni sui prezzi, ciò potrebbe spingere gli IDM a ridurre i costi. L'annuncio di Tesla potrebbe essere una strategia per promuovere soluzioni più competitive in termini di costi? Sarà interessante vedere come reagirà il settore nelle prossime settimane/mesi...
Gli IDM stanno adottando diverse strategie per ridurre i costi, ad esempio approvvigionandosi di substrati da diversi fornitori, espandendo la produzione aumentando la capacità e passando a wafer di diametro maggiore (6" e 8"). È probabile che la crescente pressione acceleri la curva di apprendimento per gli operatori lungo tutta la catena di fornitura in questo settore. Inoltre, l'aumento dei costi potrebbe rendere il SiC più accessibile non solo per altre case automobilistiche, ma anche per altre applicazioni, il che potrebbe favorirne ulteriormente l'adozione.
Scenario 3: sostituire il SIC con altri materiali
Gli analisti di Yole Intelligence stanno monitorando attentamente altre tecnologie che potrebbero competere con il SiC nei veicoli elettrici. Ad esempio, il SiC scanalato offre una maggiore densità di potenza: lo vedremo sostituire in futuro?
Entro il 2023, gli IGBT al Si saranno utilizzati negli inverter per veicoli elettrici e godranno di un'ottima posizione nel settore in termini di capacità e costi. I produttori stanno continuando a migliorare le prestazioni e questo substrato potrebbe mostrare il potenziale del modello a basso consumo menzionato nello scenario 2, facilitandone la scalabilità in grandi quantità. Forse il SiC sarà riservato alle auto Tesla più avanzate e potenti.
Il GaN su Si mostra un grande potenziale nel mercato automobilistico, ma gli analisti lo considerano una considerazione a lungo termine (oltre 5 anni negli inverter del mondo tradizionale). Sebbene nel settore si sia discusso del GaN, la necessità di Tesla di ridurre i costi e di espandersi su larga scala rende improbabile il passaggio a un materiale molto più recente e meno maturo del SiC in futuro. Ma Tesla riuscirà a compiere il passo coraggioso di adottare per prima questo materiale innovativo? Solo il tempo ce lo dirà.
Le spedizioni di wafer sono state leggermente influenzate, ma potrebbero esserci nuovi mercati
Sebbene la spinta verso una maggiore integrazione avrà un impatto limitato sul mercato dei dispositivi, potrebbe avere un impatto significativo sulle spedizioni di wafer. Sebbene non così drammatico come molti inizialmente pensavano, entrambi gli scenari prevedono un calo della domanda di SiC, che potrebbe avere ripercussioni sulle aziende produttrici di semiconduttori.
Tuttavia, potrebbe aumentare la fornitura di materiali ad altri mercati che sono cresciuti parallelamente al mercato automobilistico negli ultimi cinque anni. Il settore automobilistico prevede una crescita significativa in tutti i settori nei prossimi anni, in gran parte grazie alla riduzione dei costi e alla maggiore disponibilità di materiali.
L'annuncio di Tesla ha scosso il settore, ma a pensarci bene, le prospettive per il SiC rimangono molto positive. Quale sarà il prossimo passo di Tesla e come reagirà e si adatterà il settore? Merita la nostra attenzione.
Data di pubblicazione: 27 marzo 2023