„TrendForce Consulting“ paskelbtoje ataskaitoje teigiama, kad „Anson“, „Infineon“ ir kiti bendradarbiavimo projektai su automobilių ir energetikos gamintojais yra aiškūs, todėl bendra SiC galios komponentų rinka 2023 m. išaugs iki 2,28 mlrd. JAV dolerių (IT namų ūkių duomenimis: apie 15,869 mlrd. juanių), t. y. 41,4 % daugiau nei praėjusiais metais.
Ataskaitoje teigiama, kad trečiosios kartos puslaidininkiai yra silicio karbidas (SiC) ir galio nitridas (GaN), o SiC sudaro 80 % visos išvesties vertės. SiC tinka aukštos įtampos ir didelės srovės taikymo scenarijams, o tai gali dar labiau pagerinti elektrinių transporto priemonių ir atsinaujinančios energijos įrangos sistemų efektyvumą.
„TrendForce“ duomenimis, dvi pagrindinės SiC galios komponentų taikymo sritys yra elektrinės transporto priemonės ir atsinaujinanti energija, kurios 2022 m. pasiekė atitinkamai 1,09 mlrd. USD ir 210 mln. USD (šiuo metu – apie 7,586 mlrd. RMB). Tai sudaro 67,4 % ir 13,1 % visos SiC galios komponentų rinkos.
„TrendForce Consulting“ duomenimis, iki 2026 m. SiC galios komponentų rinka turėtų pasiekti 5,33 mlrd. JAV dolerių (šiuo metu apie 37,097 mlrd. juanių). Pagrindinės taikymo sritys vis dar priklauso nuo elektrinių transporto priemonių ir atsinaujinančios energijos, o elektrinių transporto priemonių produkcijos vertė siekia 3,98 mlrd. JAV dolerių (šiuo metu apie 27,701 mlrd. juanių), o metinis augimo tempas (CAGR) siekia apie 38 %; atsinaujinančios energijos rinka pasiekė 410 mln. JAV dolerių (šiuo metu apie 2,854 mlrd. juanių), o metinis augimo tempas – apie 19 %.
„Tesla“ neatbaidė SiC operatorių
Silicio karbido (SiC) rinkos augimas per pastaruosius penkerius metus daugiausia priklausė nuo „Tesla“ – pirmosios originalios įrangos gamintojos, panaudojusios šią medžiagą elektromobiliuose, ir didžiausios šiandieninės pirkėjos. Taigi, kai neseniai ji paskelbė, kad rado būdą, kaip 75 procentais sumažinti SiC kiekį, naudojamą būsimuose galios moduliuose, pramonėje kilo panika, o pagrindinių žaidėjų atsargos nukentėjo.
75 procentų sumažinimas skamba nerimą keliančiai, ypač be išsamesnio konteksto, tačiau už šio pranešimo slypi keletas galimų scenarijų, iš kurių nė vienas nerodo drastiško medžiagų paklausos ar visos rinkos sumažėjimo.
1 scenarijus: Mažiau įrenginių
„Tesla Model 3“ 48 lustų keitiklis pagrįstas inovatyviausia technologija, kuri buvo prieinama kūrimo metu (2017 m.). Tačiau, bręstant SiC ekosistemai, atsiranda galimybė išplėsti SiC substratų našumą naudojant pažangesnes sistemų konstrukcijas su didesne integracija. Nors mažai tikėtina, kad viena technologija sumažins SiC kiekį 75 %, įvairūs pakavimo, aušinimo (pvz., dvipusio ir aušinimo skysčiu) ir kanalinės įrenginių architektūros patobulinimai gali lemti kompaktiškesnių ir geriau veikiančių įrenginių sukūrimą. „Tesla“ neabejotinai išnagrinės tokią galimybę, o 75 % skaičius greičiausiai reiškia labai integruotą keitiklio konstrukciją, kuri sumažina naudojamų lustų skaičių nuo 48 iki 12. Tačiau jei taip yra, tai nėra tolygu tokiam teigiamam SiC medžiagų kiekio sumažėjimui, kaip buvo teigiama.
Tuo tarpu kiti originalios įrangos gamintojai (OEM), 2023–2024 m. pristatantys 800 V transporto priemones, vis tiek naudosis SiC, kuris yra geriausias kandidatas didelio galingumo ir aukštos įtampos įrenginiams šiame segmente. Todėl originalios įrangos gamintojai gali nepastebėti trumpalaikio SiC skverbties poveikio.
Ši situacija pabrėžia SiC automobilių rinkos dėmesio perėjimą nuo žaliavų prie įrangos ir sistemų integravimo. Galios moduliai dabar atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį gerinant bendras sąnaudas ir našumą, o visi pagrindiniai SiC rinkos dalyviai, įskaitant „onsemi“, „STMicroelectronics“ ir „Infineon“, turi galios modulių verslą su savo vidinėmis pakavimo galimybėmis. „Wolfspeed“ dabar plečiasi nuo žaliavų iki įrenginių.
2 scenarijus: Mažos transporto priemonės, kurioms reikia mažai galios
„Tesla“ kuria naują pradinio lygio automobilį, kad jos transporto priemonės būtų lengviau naudojamos. „Model 2“ arba „Model Q“ bus pigesni ir kompaktiškesni nei dabartiniai automobiliai, o mažesniems automobiliams su mažiau funkcijų nereikės tiek daug silicio karbido (SiC). Tačiau esamiems modeliams greičiausiai išliks tas pats dizainas ir jiems vis tiek reikės daug silicio karbido.
Nepaisant visų savo privalumų, SiC yra brangi medžiaga, ir daugelis originalios įrangos gamintojų (OEM) išreiškė norą sumažinti sąnaudas. Dabar, kai „Tesla“, didžiausia originalios įrangos gamintoja šioje srityje, pakomentavo kainas, tai gali daryti spaudimą integruotiems įrenginių gamintojams (IDM) mažinti sąnaudas. Ar „Tesla“ pranešimas galėtų būti strategija, kuria siekiama skatinti konkurencingesnius sprendimus kainos atžvilgiu? Bus įdomu pamatyti, kaip pramonė reaguos ateinančiomis savaitėmis / mėnesiais...
Automobilių gamintojai naudoja įvairias strategijas sąnaudoms mažinti, pavyzdžiui, perka substratą iš skirtingų tiekėjų, plečia gamybą didindami pajėgumus ir pereidami prie didesnio skersmens plokštelių (6 ir 8 colių). Padidėjęs spaudimas greičiausiai paspartins mokymosi kreivę visiems tiekimo grandinės dalyviams šioje srityje. Be to, didėjančios išlaidos gali padaryti SiC prieinamesnį ne tik kitiems automobilių gamintojams, bet ir kitoms reikmėms, o tai galėtų dar labiau paskatinti jo diegimą.
3 scenarijus: SIC pakeitimas kitomis medžiagomis
„Yole Intelligence“ analitikai atidžiai stebi kitas technologijas, kurios galėtų konkuruoti su SiC elektrinėse transporto priemonėse. Pavyzdžiui, grioveliais grįstas SiC pasižymi didesniu galios tankiu – ar ateityje jis pakeis plokščią SiC?
Iki 2023 m. Si IGBT bus naudojami elektromobilių keitikliuose ir užima tvirtas pozicijas pramonėje pagal pajėgumus ir kainą. Gamintojai vis dar gerina našumą, ir šis substratas gali parodyti antrajame scenarijuje minėto mažos galios modelio potencialą, kuris palengvina didelio kiekio gamybą. Galbūt SiC bus skirtas tik pažangesniems ir galingesniems „Tesla“ automobiliams.
GaN ant Si turi didelį potencialą automobilių rinkoje, tačiau analitikai tai laiko ilgalaikiu svarstymu (tradiciniame pasaulyje keitiklių srityje tai bus daugiau nei 5 metai). Nors pramonėje vyko tam tikros diskusijos apie GaN, „Tesla“ poreikis mažinti sąnaudas ir didinti masinę gamybą mažina tikimybę, kad ateityje ji pereis prie daug naujesnės ir mažiau brandžios medžiagos nei SiC. Tačiau ar „Tesla“ gali žengti drąsų žingsnį ir pirmoji pritaikyti šią novatorišką medžiagą? Parodys tik laikas.
Plokštelių siuntos šiek tiek paveikė, tačiau gali atsirasti naujų rinkų
Nors didesnės integracijos siekis turės mažai įtakos įrenginių rinkai, jis gali turėti įtakos plokštelių tiekimui. Nors ir ne taip dramatiškai, kaip daugelis iš pradžių manė, kiekvienas scenarijus numato SiC paklausos sumažėjimą, kuris gali paveikti puslaidininkių įmones.
Tačiau tai galėtų padidinti medžiagų tiekimą kitoms rinkoms, kurios per pastaruosius penkerius metus augo kartu su automobilių rinka. „Automobilių“ tikisi, kad ateinančiais metais visos pramonės šakos reikšmingai augs – beveik dėl mažesnių sąnaudų ir padidėjusios prieigos prie medžiagų.
„Tesla“ pranešimas sukėlė šoką pramonėje, tačiau atidžiau apmąsčius, SiC perspektyvos išlieka labai teigiamos. Kur „Tesla“ juda toliau – ir kaip reaguos bei prisitaikys pramonė? Verta mūsų dėmesio.
Įrašo laikas: 2023 m. kovo 27 d.