Ifølge en rapport utgitt av TrendForce Consulting, ettersom Anson, Infineon og andre samarbeidsprosjekter med bil- og energiprodusenter er klare, vil det totale markedet for SiC-kraftkomponenter øke til 2,28 milliarder amerikanske dollar i 2023 (IT-hjemmeside: omtrent 15,869 milliarder yuan), en økning på 41,4 % fra år til år.
Ifølge rapporten omfatter tredjegenerasjons halvledere silisiumkarbid (SiC) og galliumnitrid (GaN), og SiC står for 80 % av den totale produksjonsverdien. SiC er egnet for høyspennings- og høystrømsapplikasjoner, noe som kan forbedre effektiviteten til elektriske kjøretøy og fornybare energisystemer ytterligere.
Ifølge TrendForce er de to største bruksområdene for SiC-kraftkomponenter elektriske kjøretøy og fornybar energi, som nådde henholdsvis 1,09 milliarder dollar og 210 millioner dollar i 2022 (for tiden omtrent 7,586 milliarder RMB). Det står for 67,4 % og 13,1 % av det totale markedet for SiC-kraftkomponenter.
Ifølge TrendForce Consulting forventes markedet for SiC-kraftkomponenter å nå 5,33 milliarder dollar innen 2026 (for tiden omtrent 37,097 milliarder yuan). De vanlige applikasjonene er fortsatt avhengige av elektriske kjøretøy og fornybar energi, med en produksjonsverdi av elektriske kjøretøy som når 3,98 milliarder dollar (for tiden omtrent 27,701 milliarder yuan), en CAGR (sammensatt årlig vekstrate) på omtrent 38 %; fornybar energi nådde 410 millioner amerikanske dollar (for tiden omtrent 2,854 milliarder yuan), en CAGR på omtrent 19 %.
Tesla har ikke avskrekket SiC-operatører
Veksten i markedet for silisiumkarbid (SiC) de siste fem årene har i stor grad vært avhengig av Tesla, den første produsenten av originalutstyr som brukte materialet i elektriske kjøretøy, og den største kjøperen i dag. Så da de nylig annonserte at de hadde funnet en måte å redusere mengden SiC som brukes i sine fremtidige kraftmoduler med 75 prosent, ble bransjen kastet ut i panikk, og varelageret til de store aktørene led.
Et kutt på 75 prosent høres alarmerende ut, spesielt uten mye kontekst, men det er en rekke potensielle scenarier bak kunngjøringen – ingen av dem antyder en dramatisk reduksjon i etterspørselen etter materialer eller markedet som helhet.
Scenario 1: Færre enheter
48-brikkens inverter i Tesla Model 3 er basert på den mest innovative teknologien som var tilgjengelig på utviklingstidspunktet (2017). Etter hvert som SiC-økosystemet modnes, finnes det imidlertid en mulighet til å utvide ytelsen til SiC-substrater gjennom mer avanserte systemdesign med høyere integrasjon. Selv om det er usannsynlig at en enkelt teknologi vil redusere SiC med 75 %, kan ulike fremskritt innen pakking, kjøling (dvs. dobbeltsidig og væskekjølt) og kanalisert enhetsarkitektur føre til mer kompakte enheter med bedre ytelse. Tesla vil uten tvil utforske en slik mulighet, og tallet 75 % refererer sannsynligvis til en svært integrert inverterdesign som reduserer antall brikker den bruker fra 48 til 12. Men hvis dette er tilfelle, tilsvarer det ikke en så positiv reduksjon av SiC-materialer som det har blitt antydet.
I mellomtiden vil andre OEM-produsenter som lanserer 800V-kjøretøy i 2023–24 fortsatt stole på SiC, som er den beste kandidaten for enheter med høy effekt og høy spenning i dette segmentet. Som et resultat vil OEM-produsenter kanskje ikke se en kortsiktig innvirkning på SiC-penetrasjonen.
Denne situasjonen fremhever skiftet i SiC-bilmarkedets fokus fra råvarer til utstyrs- og systemintegrasjon. Kraftmoduler spiller nå en viktig rolle i å forbedre totalkostnadene og ytelsen, og alle de store aktørene i SiC-området har kraftmodulvirksomheter med sine egne interne pakningsmuligheter – inkludert onsemi, STMicroelectronics og Infineon. Wolfspeed ekspanderer nå utover råvarer til enheter.
Scenario 2: Små kjøretøy med lavt strømforbruk
Tesla har jobbet med en ny bil på innstegsnivå for å gjøre kjøretøyene enklere å bruke. Model 2 eller Model Q vil være billigere og mer kompakte enn deres nåværende kjøretøy, og mindre biler med færre funksjoner vil ikke trenge like mye SiC-innhold for å drive dem. Imidlertid vil de eksisterende modellene sannsynligvis beholde samme design og fortsatt kreve store mengder SiC totalt sett.
Til tross for alle sine fordeler er SiC et dyrt materiale, og mange OEM-produsenter har uttrykt et ønske om å redusere kostnadene. Nå som Tesla, den største OEM-en i bransjen, har kommentert prisene, kan dette legge press på IDM-er for å redusere kostnadene. Kan Teslas kunngjøring være en strategi for å fremme mer kostnadseffektive løsninger? Det blir interessant å se hvordan bransjen reagerer i de kommende ukene/månedene ...
IDM-er bruker ulike strategier for å redusere kostnader, for eksempel ved å kjøpe substrat fra forskjellige leverandører, utvide produksjonen ved å øke kapasiteten og bytte til wafere med større diameter (6" og 8"). Det økte presset vil sannsynligvis akselerere læringskurven for aktører i hele forsyningskjeden på dette området. I tillegg kan økende kostnader gjøre SiC rimeligere ikke bare for andre bilprodusenter, men også for andre applikasjoner, noe som kan drive adopsjonen ytterligere.
Scenario 3: Erstatt SIC med andre materialer
Analytikere hos Yole Intelligence følger nøye med på andre teknologier som kan konkurrere med SiC i elektriske kjøretøy. For eksempel tilbyr rillet SiC høyere effekttetthet – vil vi se det erstatte flat SiC i fremtiden?
Innen 2023 vil Si IGBT-er bli brukt i EV-omformere og er godt posisjonert i bransjen når det gjelder kapasitet og kostnad. Produsenter forbedrer fortsatt ytelsen, og dette substratet kan vise potensialet til lavstrømsmodellen nevnt i scenario to, som gjør det enklere å skalere opp i store mengder. Kanskje SiC vil bli reservert for Teslas mer avanserte og kraftigere biler.
GaN-på-Si viser stort potensial i bilmarkedet, men analytikere ser dette som en langsiktig vurdering (over 5 år i invertere i den tradisjonelle verden). Selv om det har vært en del diskusjon i bransjen rundt GaN, gjør Teslas behov for kostnadsreduksjon og masseoppskalering det usannsynlig at de vil gå over til et mye nyere og mindre modent materiale enn SiC i fremtiden. Men kan Tesla ta det dristige skrittet å ta i bruk dette innovative materialet først? Bare tiden vil vise.
Waferforsendelser påvirket noe, men det kan dukke opp nye markeder
Selv om presset for større integrasjon vil ha liten innvirkning på enhetsmarkedet, kan det ha en innvirkning på waferleveranser. Selv om det ikke er så dramatisk som mange først trodde, spår hvert scenario en nedgang i SiC-etterspørselen, noe som kan påvirke halvlederselskaper.
Det kan imidlertid øke materialtilførselen til andre markeder som har vokst sammen med bilmarkedet de siste fem årene. Bilbransjen forventer at alle bransjer vil vokse betydelig i årene som kommer – nesten takket være lavere kostnader og økt tilgang til materialer.
Teslas kunngjøring sendte sjokkbølger gjennom bransjen, men ved nærmere ettertanke er utsiktene for SiC fortsatt svært positive. Hvor går Tesla videre – og hvordan vil bransjen reagere og tilpasse seg? Det er verdt vår oppmerksomhet.
Publisert: 27. mars 2023