TrendForce Consultingが発表したレポートによると、Anson、Infineonなどが自動車やエネルギーメーカーとの協力プロジェクトを進めていることから、SiCパワーコンポーネント市場全体は2023年には22億8000万米ドル（IT国内では約158億6900万元）に達し、前年比41.4%増となる見込みだ。
報告書によると、第3世代半導体には炭化ケイ素（SiC）と窒化ガリウム（GaN）が含まれ、SiCが全体の生産額の80％を占めている。SiCは高電圧・大電流用途に適しており、電気自動車や再生可能エネルギー機器システムの効率をさらに向上させることができる。
TrendForceによると、SiCパワーコンポーネントの主要用途は電気自動車と再生可能エネルギーであり、2022年にはそれぞれ10億9000万ドルと2億1000万ドル（現在のレートで約75億8600万元）に達した。これは、SiCパワーコンポーネント市場全体の67.4%と13.1%を占めている。
TrendForce Consultingによると、SiCパワーコンポーネント市場は2026年までに53億3000万ドル（現在約370億9700万元）に達すると予想されています。主流の用途は依然として電気自動車と再生可能エネルギーであり、電気自動車の生産額は39億8000万ドル（現在約277億100万元）、年平均成長率（CAGR）は約38%です。再生可能エネルギーは4億1000万ドル（現在約28億5400万元）、CAGRは約19%です。
テスラはSiC事業者の意欲を削ぐことはなかった
過去5年間の炭化ケイ素（SiC）市場の成長は、電気自動車にこの素材を初めて採用したメーカーであり、現在最大の購入者でもあるテスラに大きく依存してきた。そのため、テスラが最近、将来のパワーモジュールにおけるSiCの使用量を75％削減する方法を発見したと発表したことで、業界はパニックに陥り、主要企業の在庫は減少した。
75％削減という数字は、特に詳しい背景情報がないと不安に聞こえるかもしれないが、この発表の背景にはいくつかのシナリオが考えられる。しかし、そのどれもが、材料需要や市場全体の劇的な減少を示唆するものではない。
シナリオ1：デバイス数が少ない場合
テスラ モデル3に搭載されている48チップインバーターは、開発当時（2017年）に利用可能な最も革新的な技術に基づいています。しかし、SiCエコシステムが成熟するにつれて、より高度なシステム設計と高い集積度によってSiC基板の性能を向上させる機会が生まれています。単一の技術でSiCを75%削減することは考えにくいものの、パッケージング、冷却（両面冷却や液冷など）、チャネルデバイスアーキテクチャにおける様々な進歩により、より小型で高性能なデバイスが実現する可能性があります。テスラは間違いなくこのような機会を模索するでしょうし、75%という数字はおそらく、使用するダイ数を48個から12個に削減する高度に集積化されたインバーター設計を指していると考えられます。しかし、もしそうだとすれば、示唆されているようなSiC材料の大幅な削減には相当しません。
一方、2023～2024年に800V車両を発売する他の自動車メーカーは、引き続きSiC（炭化ケイ素）に頼るだろう。SiCはこの分野における高出力・高電圧デバイスにとって最適な候補だからだ。そのため、自動車メーカーはSiCの普及率に短期的な影響を感じないかもしれない。
この状況は、SiC車載市場における焦点が原材料から装置・システム統合へと移行していることを浮き彫りにしている。パワーモジュールは現在、コストと性能の向上において極めて重要な役割を果たしており、オンセミ、STマイクロエレクトロニクス、インフィニオンなど、SiC分野の主要企業はすべて、独自のパッケージング能力を備えたパワーモジュール事業を展開している。ウルフスピードは現在、原材料からデバイスへと事業を拡大している。
シナリオ2：低電力要件の小型車両
テスラは、車両の使いやすさを向上させるため、新しいエントリーレベルの車を開発している。モデル2またはモデルQは、現行モデルよりも安価でコンパクトになり、機能が少ない小型車は、動力源として必要なSiCの量も少なくて済む。しかし、既存モデルは設計が変わらない可能性が高く、全体としては依然として大量のSiCが必要となるだろう。
SiCは多くの利点を持つ一方で高価な材料であり、多くの自動車メーカーがコスト削減を望んでいる。この分野で最大の自動車メーカーであるテスラが価格について言及したことで、IDM（独立系設計メーカー）はコスト削減を迫られる可能性がある。テスラの発表は、よりコスト競争力のあるソリューションを推進するための戦略なのだろうか？今後数週間、数ヶ月で業界がどのように反応するか注目される。
IDM各社は、基板の調達先変更、生産能力の増強、より大口径のウェハ（6インチおよび8インチ）への切り替えなど、コスト削減のために様々な戦略を採用している。こうした圧力の高まりは、サプライチェーン全体におけるこの分野のプレーヤーの学習曲線を加速させる可能性が高い。さらに、コスト上昇は、他の自動車メーカーだけでなく、他の用途においてもSiCをより手頃な価格にし、その普及をさらに促進する可能性がある。
シナリオ3：SICを他の材料に置き換える
Yole Intelligenceのアナリストたちは、電気自動車分野でSiCと競合する可能性のある他の技術を注視している。例えば、溝付きSiCはより高い電力密度を実現できるが、将来的に平板SiCに取って代わる可能性はあるのだろうか？
2023年までに、Si IGBTはEVインバーターに採用され、容量とコストの面で業界内で優位な地位を確立するだろう。メーカー各社は性能向上に努めており、この基板はシナリオ2で述べた低電力モデルの可能性を秘めている。これにより、大量生産への移行が容易になる。SiCは、テスラのより先進的で高性能な車両向けに確保されるかもしれない。
GaN-on-Siは自動車市場において大きな可能性を秘めているが、アナリストはこれを長期的な検討事項（従来型のインバーターでは5年以上）と見なしている。GaNについては業界で議論が交わされているものの、テスラはコスト削減と量産化の必要性から、将来的にSiCよりもはるかに新しく未成熟な材料に移行する可能性は低い。しかし、テスラはこの革新的な材料をいち早く採用するという大胆な一歩を踏み出すことができるだろうか？それは時が経ってみなければ分からない。
ウェハーの出荷量は若干影響を受けたが、新たな市場が生まれる可能性がある。
集積化の推進はデバイス市場への影響は小さいものの、ウェハーの出荷量には影響を与える可能性がある。当初多くの人が考えていたほど劇的な影響はないものの、いずれのシナリオもSiC需要の減少を予測しており、半導体企業に影響を与える可能性がある。
しかし、これは過去5年間、自動車市場とともに成長してきた他の市場への材料供給を増加させる可能性がある。自動車業界は、コスト削減と材料へのアクセス向上のおかげで、今後数年間で全ての産業が大幅に成長すると予想している。
テスラの発表は業界に衝撃を与えたが、改めて考えてみると、SiCの将来性は依然として非常に明るい。テスラは次にどこへ向かうのか、そして業界はどのように反応し、適応していくのか。注目に値する。
投稿日時：2023年3月27日