Volgens een rapport van TrendForce Consulting zal de totale markt voor SiC-vermogenscomponenten, zoals blijkt uit samenwerkingsprojecten van Anson, Infineon en andere autofabrikanten en energieproducenten, in 2023 naar verwachting groeien tot 2,28 miljard Amerikaanse dollar (ongeveer 15,869 miljard yuan), een stijging van 41,4% op jaarbasis.
Volgens het rapport omvatten de halfgeleiders van de derde generatie siliciumcarbide (SiC) en galliumnitride (GaN), en is SiC goed voor 80% van de totale outputwaarde. SiC is geschikt voor toepassingen met hoge spanning en hoge stroomsterkte, wat de efficiëntie van elektrische voertuigen en apparatuur voor hernieuwbare energie verder kan verbeteren.
Volgens TrendForce zijn de twee belangrijkste toepassingen voor SiC-voedingscomponenten elektrische voertuigen en hernieuwbare energie, die respectievelijk $ 1,09 miljard en $ 210 miljoen bedroegen in 2022 (momenteel ongeveer RMB 7,586 miljard). Ze vertegenwoordigen respectievelijk 67,4% en 13,1% van de totale markt voor SiC-voedingscomponenten.
Volgens TrendForce Consulting zal de markt voor SiC-voedingscomponenten naar verwachting in 2026 een omzet van $ 5,33 miljard bereiken (momenteel ongeveer 37,097 miljard yuan). De belangrijkste toepassingen zijn nog steeds afhankelijk van elektrische voertuigen en hernieuwbare energie, met een outputwaarde van $ 3,98 miljard (momenteel ongeveer 27,701 miljard yuan), een samengestelde jaarlijkse groeivoet (CAGR) van ongeveer 38%; hernieuwbare energie bereikte een omzet van $ 410 miljoen (momenteel ongeveer 2,854 miljard yuan), een CAGR van ongeveer 19%.
Tesla heeft SiC-operatoren niet afgeschrikt
De groei van de siliciumcarbide (SiC)-markt in de afgelopen vijf jaar was grotendeels afhankelijk van Tesla, de eerste OEM-fabrikant die het materiaal in elektrische voertuigen gebruikte en momenteel de grootste afnemer. Toen Tesla onlangs aankondigde dat het een manier had gevonden om de hoeveelheid SiC die in toekomstige vermogensmodules wordt gebruikt met 75 procent te verminderen, raakte de industrie in paniek en leden de voorraden van de grote spelers daaronder.
Een vermindering van 75 procent klinkt alarmerend, zeker als je het niet in context plaatst. Maar achter de aankondiging zitten een aantal mogelijke scenario's. Geen daarvan wijst op een dramatische daling van de vraag naar materialen of de markt als geheel.
Scenario 1: Minder apparaten
De 48-chip inverter in de Tesla Model 3 is gebaseerd op de meest innovatieve technologie die beschikbaar was ten tijde van de ontwikkeling (2017). Naarmate het SiC-ecosysteem zich ontwikkelt, is er echter een mogelijkheid om de prestaties van SiC-substraten te verbeteren door middel van geavanceerdere systeemontwerpen met een hogere mate van integratie. Hoewel het onwaarschijnlijk is dat één enkele technologie het SiC-verbruik met 75% zal verminderen, kunnen diverse ontwikkelingen op het gebied van behuizing, koeling (d.w.z. dubbelzijdig en vloeistofgekoeld) en gekanaliseerde apparaatarchitectuur leiden tot compactere, beter presterende apparaten. Tesla zal deze mogelijkheid ongetwijfeld onderzoeken, en het cijfer van 75% verwijst waarschijnlijk naar een sterk geïntegreerd inverterontwerp dat het aantal gebruikte chips terugbrengt van 48 naar 12. Mocht dit echter het geval zijn, dan staat dit niet gelijk aan een dergelijke positieve reductie van SiC-materialen als is gesuggereerd.
Ondertussen zullen andere OEM's die in 2023-2024 800V-voertuigen op de markt brengen, nog steeds vertrouwen op SiC, de beste kandidaat voor apparaten met een hoog vermogen en hoge spanning in dit segment. Hierdoor zullen OEM's mogelijk geen kortetermijnimpact op de SiC-penetratie zien.
Deze situatie onderstreept de verschuiving in de focus van de SiC-automobielmarkt van grondstoffen naar apparatuur en systeemintegratie. Vermogensmodules spelen nu een cruciale rol bij het verbeteren van de totale kosten en prestaties, en alle grote spelers in de SiC-markt beschikken over vermogensmodulebedrijven met hun eigen interne verpakkingscapaciteiten – waaronder Onsemi, STMicroelectronics en Infineon. Wolfspeed breidt zich nu uit van grondstoffen naar apparaten.
Scenario 2: Kleine voertuigen met een laag stroomverbruik
Tesla werkt aan een nieuwe instapauto om zijn voertuigen gebruiksvriendelijker te maken. De Model 2 of de Model Q zal goedkoper en compacter zijn dan hun huidige voertuigen, en kleinere auto's met minder functies zullen minder SiC nodig hebben. De bestaande modellen zullen echter waarschijnlijk hetzelfde ontwerp behouden en over het algemeen nog steeds grote hoeveelheden SiC nodig hebben.
Ondanks alle voordelen is SiC een duur materiaal, en veel OEM's hebben aangegeven de kosten te willen verlagen. Nu Tesla, de grootste OEM in de branche, zich over de prijzen heeft uitgesproken, zou dit de druk op IDM's kunnen vergroten om de kosten te verlagen. Zou Tesla's aankondiging een strategie kunnen zijn om meer kostenefficiënte oplossingen te ontwikkelen? Het zal interessant zijn om te zien hoe de industrie de komende weken/maanden reageert...
Idms gebruiken verschillende strategieën om kosten te verlagen, zoals het inkopen van substraten bij verschillende leveranciers, het uitbreiden van de productie door de capaciteit te verhogen en over te schakelen op wafers met een grotere diameter (6" en 8"). De toegenomen druk zal de leercurve voor spelers in de toeleveringsketen op dit gebied waarschijnlijk versnellen. Bovendien zouden stijgende kosten SiC betaalbaarder kunnen maken, niet alleen voor andere autofabrikanten, maar ook voor andere toepassingen, wat de acceptatie ervan verder zou kunnen stimuleren.
Scenario 3: SIC vervangen door andere materialen
Analisten van Yole Intelligence houden andere technologieën die met SiC in elektrische voertuigen kunnen concurreren nauwlettend in de gaten. Zo biedt gegroefd SiC een hogere vermogensdichtheid – zullen we dit in de toekomst plat SiC zien vervangen?
Tegen 2023 zullen Si IGBT's worden gebruikt in omvormers voor elektrische voertuigen en zijn ze qua capaciteit en kosten goed gepositioneerd binnen de industrie. Fabrikanten zijn nog steeds bezig met het verbeteren van de prestaties, en dit substraat kan de potentie hebben van het energiezuinige model uit scenario twee, waardoor het gemakkelijker is om op grote schaal toe te passen. Mogelijk wordt SiC gereserveerd voor Tesla's geavanceerdere, krachtigere auto's.
GaN-op-Si heeft een groot potentieel in de automarkt, maar analisten zien dit als een overweging voor de lange termijn (meer dan 5 jaar voor omvormers in de traditionele wereld). Hoewel er binnen de industrie al enige discussie is over GaN, maakt Tesla's behoefte aan kostenverlaging en grootschalige opschaling het onwaarschijnlijk dat het in de toekomst zal overstappen op een veel nieuwer en minder volwassen materiaal dan SiC. Maar kan Tesla de gedurfde stap zetten om dit innovatieve materiaal als eerste te implementeren? De tijd zal het leren.
Waferleveringen licht beïnvloed, maar er kunnen nieuwe markten ontstaan
Hoewel de drang naar verdere integratie weinig impact zal hebben op de markt voor apparaten, zou het wel een impact kunnen hebben op de waferleveringen. Hoewel niet zo dramatisch als velen aanvankelijk dachten, voorspelt elk scenario een daling van de vraag naar SiC, wat gevolgen kan hebben voor halfgeleiderbedrijven.
Het zou echter de levering van materialen aan andere markten, die de afgelopen vijf jaar met de automarkt zijn gegroeid, kunnen vergroten. De auto-industrie verwacht dat alle sectoren de komende jaren aanzienlijk zullen groeien, vrijwel dankzij lagere kosten en een betere toegang tot materialen.
Tesla's aankondiging veroorzaakte een schokgolf in de industrie, maar bij nader inzien blijven de vooruitzichten voor SiC zeer positief. Waar gaat Tesla nu heen – en hoe zal de industrie reageren en zich aanpassen? Het is onze aandacht waard.
Plaatsingstijd: 27-03-2023