Volgens een rapport van TrendForce Consulting zal de totale markt voor SiC-vermogenscomponenten, dankzij samenwerkingsprojecten met Anson, Infineon en andere auto- en energieproducenten, in 2023 groeien tot 2,28 miljard dollar (ongeveer 15,869 miljard yuan), een stijging van 41,4% ten opzichte van het voorgaande jaar.
Volgens het rapport omvatten de halfgeleiders van de derde generatie siliciumcarbide (SiC) en galliumnitride (GaN), waarbij SiC 80% van de totale productiewaarde vertegenwoordigt. SiC is geschikt voor toepassingen met hoge spanning en hoge stroomsterkte, wat de efficiëntie van elektrische voertuigen en systemen voor hernieuwbare energie verder kan verbeteren.
Volgens TrendForce zijn de twee belangrijkste toepassingen voor SiC-vermogenscomponenten elektrische voertuigen en hernieuwbare energie, die in 2022 respectievelijk $ 1,09 miljard en $ 210 miljoen (momenteel ongeveer 7,586 miljard RMB) bereikten. Dit vertegenwoordigt 67,4% en 13,1% van de totale markt voor SiC-vermogenscomponenten.
Volgens TrendForce Consulting zal de markt voor SiC-vermogenscomponenten naar verwachting $5,33 miljard bereiken in 2026 (momenteel ongeveer 37,097 miljard yuan). De belangrijkste toepassingen blijven elektrische voertuigen en hernieuwbare energiebronnen, waarbij de omzet van elektrische voertuigen $3,98 miljard bedraagt (momenteel ongeveer 27,701 miljard yuan), met een samengestelde jaarlijkse groei (CAGR) van ongeveer 38%; hernieuwbare energie bereikte een omzet van $410 miljoen (momenteel ongeveer 2,854 miljard yuan), met een CAGR van ongeveer 19%.
Tesla heeft SiC-operators niet afgeschrikt.
De groei van de siliciumcarbide (SiC)-markt in de afgelopen vijf jaar was grotendeels te danken aan Tesla, de eerste fabrikant van originele apparatuur die het materiaal in elektrische voertuigen gebruikte en momenteel de grootste afnemer. Toen Tesla onlangs aankondigde een manier te hebben gevonden om de hoeveelheid SiC in zijn toekomstige vermogensmodules met 75 procent te verminderen, brak er paniek uit in de industrie en daalden de voorraden van de grote spelers.
Een verlaging van 75 procent klinkt alarmerend, vooral zonder veel context, maar er zijn een aantal mogelijke scenario's die aan de aankondiging ten grondslag liggen – geen daarvan wijst op een dramatische afname van de vraag naar materialen of van 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 volwassener wordt, ontstaat er echter de mogelijkheid om de prestaties van SiC-substraten te verbeteren door middel van geavanceerdere systeemontwerpen met een hogere integratiegraad. Hoewel het onwaarschijnlijk is dat één enkele technologie het SiC-gebruik met 75% zal verminderen, kunnen diverse verbeteringen in verpakking, koeling (bijv. dubbelzijdige en vloeistofkoeling) en kanaalarchitectuur leiden tot compactere en beter presterende apparaten. Tesla zal deze mogelijkheid ongetwijfeld onderzoeken, en het cijfer van 75% verwijst waarschijnlijk naar een sterk geïntegreerd inverterontwerp dat het aantal chips terugbrengt van 48 naar 12. Als dit het geval is, is het echter niet gelijk aan een dergelijke positieve vermindering van SiC-materiaal als is gesuggereerd.
Ondertussen zullen andere OEM's die in 2023-2024 800V-voertuigen op de markt brengen, nog steeds gebruikmaken van SiC, dat de beste kandidaat is voor componenten met een hoog vermogen en hoge spanning in dit segment. Daardoor zullen OEM's op korte termijn mogelijk geen impact zien op de penetratie van SiC.
Deze situatie benadrukt de verschuiving in de focus van de SiC-automarkt 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-sector hebben divisies voor vermogensmodules met eigen interne verpakkingsmogelijkheden – waaronder Onsemi, STMicroelectronics en Infineon. Wolfspeed breidt nu uit van grondstoffen naar complete apparaten.
Scenario 2: Kleine voertuigen met een laag vermogen.
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 de huidige modellen, en kleinere auto's met minder functies zullen minder siliciumcarbide (SiC) nodig hebben om te functioneren. De bestaande modellen zullen echter waarschijnlijk hetzelfde ontwerp behouden en nog steeds grote hoeveelheden SiC vereisen.
Ondanks alle voordelen is SiC een duur materiaal, en veel OEM's hebben de wens geuit om de kosten te verlagen. Nu Tesla, de grootste OEM in deze sector, zich over de prijzen heeft uitgesproken, zou dit de IDM's onder druk kunnen zetten om de kosten te verlagen. Zou de aankondiging van Tesla een strategie kunnen zijn om meer kostenefficiënte oplossingen te stimuleren? Het zal interessant zijn om te zien hoe de industrie de komende weken/maanden reageert…
IDM's gebruiken verschillende strategieën om de kosten te verlagen, zoals het betrekken van substraten van verschillende leveranciers, het uitbreiden van de productie door de capaciteit te vergroten en over te schakelen op wafers met een grotere diameter (6" en 8"). De toegenomen druk zal de leercurve voor spelers in de hele 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: Vervang SIC door andere materialen
Analisten van Yole Intelligence houden andere technologieën die met SiC zouden kunnen concurreren in elektrische voertuigen nauwlettend in de gaten. Zo biedt gegroefd SiC een hogere vermogensdichtheid – zullen we vlak SiC er in de toekomst door zien vervangen?
Tegen 2023 zullen Si IGBT's worden gebruikt in omvormers voor elektrische voertuigen en ze zijn goed gepositioneerd binnen de industrie wat betreft capaciteit en kosten. Fabrikanten blijven de prestaties verbeteren en dit substraat zou het potentieel kunnen aantonen van het in scenario twee genoemde model met laag vermogen, waardoor het gemakkelijker wordt om de productie op grote schaal op te schalen. Misschien zal SiC gereserveerd blijven voor Tesla's meer geavanceerde, krachtigere auto's.
GaN-on-Si toont veel potentie in de automarkt, maar analisten beschouwen dit als een overweging voor de lange termijn (meer dan 5 jaar voor omvormers in de traditionele wereld). Hoewel er in de industrie wel enige discussie is geweest over GaN, maakt Tesla's behoefte aan kostenreductie en massaproductie het onwaarschijnlijk dat het bedrijf in de toekomst zal overstappen op een veel nieuwer en minder ontwikkeld materiaal dan SiC. Maar kan Tesla de gedurfde stap zetten om dit innovatieve materiaal als eerste te gebruiken? De tijd zal het leren.
De leveringen van wafers zijn licht beïnvloed, maar er kunnen nieuwe markten ontstaan.
Hoewel de drang naar meer integratie weinig impact zal hebben op de markt voor apparaten, kan het wel gevolgen hebben voor de levering van wafers. 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 aanvoer van materialen naar andere markten kunnen vergroten die de afgelopen vijf jaar samen met de automarkt zijn gegroeid. De auto-industrie verwacht dat alle sectoren de komende jaren aanzienlijk zullen groeien – voornamelijk dankzij lagere kosten en een betere beschikbaarheid van materialen.
De aankondiging van Tesla zorgde voor een schokgolf in de sector, maar bij nader inzien blijven de vooruitzichten voor SiC zeer positief. Wat zijn de volgende stappen voor Tesla – en hoe zal de sector reageren en zich aanpassen? Het is zeker de moeite waard om dit in de gaten te houden.
Geplaatst op: 27 maart 2023