Saskaņā ar TrendForce Consulting publicēto ziņojumu, tā kā Anson, Infineon un citi sadarbības projekti ar automobiļu un enerģijas ražotājiem ir skaidri, kopējais SiC jaudas komponentu tirgus 2023. gadā tiks paaugstināts līdz 2,28 miljardiem ASV dolāru (IT mājas piezīme: aptuveni 15,869 miljardi juaņu), kas ir par 41,4% vairāk nekā iepriekšējā gadā.
Saskaņā ar ziņojumu trešās paaudzes pusvadītāji ietver silīcija karbīdu (SiC) un gallija nitrīdu (GaN), un SiC veido 80% no kopējās izvades vērtības. SiC ir piemērots augstsprieguma un lielas strāvas pielietojuma scenārijiem, kas var vēl vairāk uzlabot elektrotransportlīdzekļu un atjaunojamās enerģijas iekārtu sistēmu efektivitāti.
Saskaņā ar TrendForce datiem, divi galvenie SiC jaudas komponentu pielietojumi ir elektrotransportlīdzekļi un atjaunojamā enerģija, kuru vērtība 2022. gadā sasniedza attiecīgi 1,09 miljardus ASV dolāru un 210 miljonus ASV dolāru (pašlaik aptuveni 7,586 miljardi RMB). Tas veido 67,4% un 13,1% no kopējā SiC jaudas komponentu tirgus.
Saskaņā ar TrendForce Consulting datiem, paredzams, ka SiC jaudas komponentu tirgus līdz 2026. gadam sasniegs 5,33 miljardus ASV dolāru (pašlaik aptuveni 37,097 miljardi juaņu). Galvenie pielietojumi joprojām balstās uz elektriskajiem transportlīdzekļiem un atjaunojamo enerģiju, elektrisko transportlīdzekļu ražošanas vērtībai sasniedzot 3,98 miljardus ASV dolāru (pašlaik aptuveni 27,701 miljards juaņu), CAGR (saliktais gada pieauguma temps) ir aptuveni 38%; atjaunojamās enerģijas apjoms sasniedza 410 miljonus ASV dolāru (pašlaik aptuveni 2,854 miljardi juaņu), CAGR ir aptuveni 19%.
Tesla nav atturējusi SiC operatorus
Silīcija karbīda (SiC) tirgus izaugsme pēdējo piecu gadu laikā lielā mērā ir bijusi atkarīga no Tesla — pirmā oriģinālā aprīkojuma ražotāja, kas izmantoja šo materiālu elektrotransportlīdzekļos, un lielākā pircēja mūsdienās. Tāpēc, kad nesen uzņēmums paziņoja, ka ir atradis veidu, kā par 75 procentiem samazināt SiC daudzumu, ko izmanto tā nākotnes jaudas moduļos, nozare piedzīvoja paniku, un cieta galveno dalībnieku krājumi.
75 procentu samazinājums izklausās satraucoši, it īpaši bez plaša konteksta, taču aiz paziņojuma ir vairāki iespējamie scenāriji, no kuriem neviens neliecina par dramatisku materiālu pieprasījuma vai tirgus kopumā samazināšanos.
1. scenārijs: mazāk ierīču
Tesla Model 3 iebūvētais 48 mikroshēmu invertors ir balstīts uz visnovatoriskāko tehnoloģiju, kas bija pieejama izstrādes laikā (2017. gadā). Tomēr, SiC ekosistēmai nobriestot, rodas iespēja paplašināt SiC substrātu veiktspēju, izmantojot modernākas sistēmu konstrukcijas ar augstāku integrāciju. Lai gan maz ticams, ka viena tehnoloģija samazinās SiC daudzumu par 75 %, dažādi uzlabojumi iepakojuma, dzesēšanas (t. i., divpusējās un ar šķidrumu dzesētās) un kanālu ierīču arhitektūras jomā var radīt kompaktākas un labāk funkcionējošas ierīces. Tesla neapšaubāmi izpētīs šādu iespēju, un skaitlis 75 %, visticamāk, attiecas uz ļoti integrētu invertora dizainu, kas samazina izmantoto mikroshēmu skaitu no 48 līdz 12. Tomēr, ja tā ir, tas nav līdzvērtīgs tik pozitīvam SiC materiālu samazinājumam, kā tika ieteikts.
Tikmēr citi oriģinālā aprīkojuma ražotāji (OEM), kas 2023.–2024. gadā laidīs klajā 800 V transportlīdzekļus, joprojām paļausies uz SiC, kas ir labākais kandidāts augstas jaudas un augstsprieguma ierīcēm šajā segmentā. Tā rezultātā oriģinālā aprīkojuma ražotāji, iespējams, neredzēs īstermiņa ietekmi uz SiC izplatību.
Šī situācija izceļ SiC automobiļu tirgus uzmanības pāreju no izejvielām uz iekārtu un sistēmu integrāciju. Jaudas moduļiem tagad ir būtiska loma kopējo izmaksu un veiktspējas uzlabošanā, un visiem galvenajiem SiC nozares dalībniekiem ir jaudas moduļu uzņēmumi ar savām iekšējām iepakošanas iespējām, tostarp onsemi, STMicroelectronics un Infineon. Wolfspeed tagad paplašina savu darbību, sākot no izejvielām līdz pat ierīcēm.
2. scenārijs: mazi transportlīdzekļi ar zemu jaudas prasību
Tesla strādā pie jauna sākuma līmeņa automobiļa, lai atvieglotu tā transportlīdzekļu lietošanu. Model 2 jeb Model Q būs lētāks un kompaktāks nekā pašreizējie transportlīdzekļi, un mazākām automašīnām ar mazāk funkcijām nebūs nepieciešams tik daudz SiC satura to darbināšanai. Tomēr esošie modeļi, visticamāk, saglabās to pašu dizainu un kopumā tiem joprojām būs nepieciešams liels SiC daudzums.
Neskatoties uz visām tā priekšrocībām, SiC ir dārgs materiāls, un daudzi oriģinālā aprīkojuma ražotāji (OEM) ir pauduši vēlmi samazināt izmaksas. Tagad, kad Tesla, lielākais oriģinālā aprīkojuma ražotājs (OEM) šajā nozarē, ir komentējis cenas, tas varētu radīt spiedienu uz integrētajiem iekārtu ražotājiem (IDM) samazināt izmaksas. Vai Tesla paziņojums varētu būt stratēģija, lai veicinātu izmaksu ziņā konkurētspējīgākus risinājumus? Būs interesanti redzēt, kā nozare reaģēs turpmākajās nedēļās/mēnešos…
Automobiļu ražotāji (Idms) izmanto dažādas stratēģijas izmaksu samazināšanai, piemēram, iegūstot substrātu no dažādiem piegādātājiem, paplašinot ražošanu, palielinot jaudu, un pārejot uz lielāka diametra plāksnēm (6 collas un 8 collas). Pieaugošais spiediens, visticamāk, paātrinās apmācības līkni visiem piegādes ķēdes dalībniekiem šajā jomā. Turklāt pieaugošās izmaksas varētu padarīt SiC pieejamāku ne tikai citiem autoražotājiem, bet arī citiem lietojumiem, kas varētu vēl vairāk veicināt tā ieviešanu.
3. scenārijs: SIC aizstāšana ar citiem materiāliem
Yole Intelligence analītiķi rūpīgi seko līdzi citām tehnoloģijām, kas varētu konkurēt ar SiC elektriskajos transportlīdzekļos. Piemēram, rievotais SiC piedāvā lielāku jaudas blīvumu — vai nākotnē tas aizstās plakano SiC?
Līdz 2023. gadam Si IGBT tiks izmantoti elektrotransportlīdzekļu invertoros un ieņem labas pozīcijas nozarē jaudas un izmaksu ziņā. Ražotāji joprojām uzlabo veiktspēju, un šis substrāts varētu parādīt otrajā scenārijā minētā mazjaudas modeļa potenciālu, kas atvieglo tā ražošanu lielos daudzumos. Varbūt SiC tiks rezervēts Tesla modernākiem, jaudīgākiem automobiļiem.
GaN-on-Si ir liels potenciāls autobūves tirgū, taču analītiķi to uzskata par ilgtermiņa apsvērumu (tradicionālajā pasaulē invertoru jomā tas būs vairāk nekā 5 gadi). Lai gan nozarē ir notikušas zināmas diskusijas par GaN, Tesla nepieciešamība samazināt izmaksas un palielināt ražošanu masveidā maz ticams, ka nākotnē uzņēmums pāries uz daudz jaunāku un mazāk nobriedušu materiālu nekā SiC. Bet vai Tesla var spert drosmīgu soli, vispirms pieņemot šo inovatīvo materiālu? To rādīs tikai laiks.
Vafeļu piegādes nedaudz ietekmēja, bet varētu būt jauni tirgi
Lai gan centieniem pēc lielākas integrācijas būs maza ietekme uz ierīču tirgu, tas varētu ietekmēt plākšņu piegādes. Lai gan tas nav tik dramatiski, kā daudzi sākotnēji domāja, katrs scenārijs paredz SiC pieprasījuma samazināšanos, kas varētu ietekmēt pusvadītāju uzņēmumus.
Tomēr tas varētu palielināt materiālu piegādi citiem tirgiem, kas pēdējo piecu gadu laikā ir auguši līdz ar automašīnu tirgu. Auto nozare sagaida, ka turpmākajos gados visas nozares ievērojami augs — gandrīz pateicoties zemākām izmaksām un uzlabotai piekļuvei materiāliem.
Tesla paziņojums izraisīja satricinājumu nozarē, taču, rūpīgāk pārdomājot, SiC perspektīvas joprojām ir ļoti pozitīvas. Kurp Tesla dodas tālāk — un kā nozare reaģēs un pielāgosies? Tas ir mūsu uzmanības vērts.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 27. marts