Segundo um relatório divulgado pela TrendForce Consulting, com a concretização de projetos de cooperação entre a Anson, a Infineon e outras empresas com fabricantes de automóveis e de energia, o mercado global de componentes de potência de SiC deverá atingir 2,28 bilhões de dólares americanos em 2023 (nota do IT Home: cerca de 15,869 bilhões de yuans), um aumento de 41,4% em relação ao ano anterior.
Segundo o relatório, os semicondutores de terceira geração incluem o carbeto de silício (SiC) e o nitreto de gálio (GaN), sendo que o SiC representa 80% do valor total da produção. O SiC é adequado para aplicações de alta tensão e alta corrente, podendo melhorar ainda mais a eficiência de veículos elétricos e sistemas de energia renovável.
Segundo a TrendForce, as duas principais aplicações para componentes de potência de SiC são veículos elétricos e energia renovável, que atingiram US$ 1,09 bilhão e US$ 210 milhões, respectivamente, em 2022 (atualmente cerca de RMB 7,586 bilhões). Elas representam 67,4% e 13,1% do mercado total de componentes de potência de SiC.
Segundo a TrendForce Consulting, o mercado de componentes de potência de SiC deverá atingir US$ 5,33 bilhões até 2026 (atualmente cerca de 37,097 bilhões de yuans). As principais aplicações ainda se concentram em veículos elétricos e energias renováveis, com o valor de produção de veículos elétricos atingindo US$ 3,98 bilhões (atualmente cerca de 27,701 bilhões de yuans), com uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de aproximadamente 38%; o setor de energias renováveis alcançou US$ 410 milhões (cerca de 2,854 bilhões de yuans atualmente), com uma CAGR de aproximadamente 19%.
A Tesla não dissuadiu os operadores de SiC.
O crescimento do mercado de carboneto de silício (SiC) nos últimos cinco anos dependeu em grande parte da Tesla, a primeira fabricante de equipamentos originais a usar o material em veículos elétricos e a maior compradora atualmente. Portanto, quando anunciou recentemente que havia encontrado uma maneira de reduzir em 75% a quantidade de SiC usada em seus futuros módulos de potência, o setor entrou em pânico e os estoques das principais empresas sofreram.
Um corte de 75% parece alarmante, especialmente sem muito contexto, mas existem vários cenários possíveis por trás do anúncio – nenhum dos quais sugere uma redução drástica na demanda por materiais ou no mercado como um todo.
Cenário 1: Menos dispositivos
O inversor de 48 chips do Tesla Model 3 é baseado na tecnologia mais inovadora disponível na época de seu desenvolvimento (2017). No entanto, à medida que o ecossistema de SiC amadurece, surge a oportunidade de ampliar o desempenho dos substratos de SiC por meio de projetos de sistema mais avançados e com maior integração. Embora seja improvável que uma única tecnologia reduza o uso de SiC em 75%, diversos avanços em encapsulamento, refrigeração (por exemplo, dupla face e refrigeração líquida) e arquitetura de dispositivos com canais podem levar a dispositivos mais compactos e com melhor desempenho. A Tesla certamente explorará essa oportunidade, e a cifra de 75% provavelmente se refere a um projeto de inversor altamente integrado que reduz o número de chips utilizados de 48 para 12. Contudo, se for esse o caso, não equivale a uma redução tão significativa de materiais de SiC quanto a que foi sugerida.
Entretanto, outras montadoras que lançarão veículos de 800V em 2023-2024 ainda dependerão do SiC, que é o melhor candidato para dispositivos de alta potência e alta tensão nesse segmento. Consequentemente, as montadoras podem não observar um impacto de curto prazo na penetração do SiC.
Essa situação destaca a mudança de foco do mercado automotivo de SiC, das matérias-primas para a integração de equipamentos e sistemas. Os módulos de potência agora desempenham um papel vital na melhoria do custo e do desempenho geral, e todos os principais players do setor de SiC possuem negócios de módulos de potência com suas próprias capacidades internas de embalagem – incluindo Onsemi, STMicroelectronics e Infineon. A Wolfspeed está agora expandindo sua atuação além das matérias-primas para dispositivos.
Cenário 2: Veículos pequenos com baixos requisitos de potência
A Tesla tem trabalhado em um novo carro de entrada para tornar seus veículos mais fáceis de usar. O Model 2 ou o Model Q serão mais baratos e compactos do que os veículos atuais, e carros menores com menos recursos não precisarão de tanto SiC para funcionar. No entanto, é provável que seus modelos existentes mantenham o mesmo design e ainda exijam grandes quantidades de SiC no geral.
Apesar de todas as suas vantagens, o SiC é um material caro, e muitas montadoras expressaram o desejo de reduzir custos. Agora que a Tesla, a maior montadora do setor, comentou sobre os preços, isso pode pressionar as fabricantes integradas de dispositivos (IDMs) a reduzirem custos. Será que o anúncio da Tesla é uma estratégia para impulsionar soluções mais competitivas em termos de custo? Será interessante observar como a indústria reagirá nas próximas semanas/meses…
As empresas de fabricação integrada (IDMs) estão utilizando diferentes estratégias para reduzir custos, como a aquisição de substratos de diferentes fornecedores, a expansão da produção por meio do aumento da capacidade e a transição para wafers de maior diâmetro (6" e 8"). O aumento da pressão provavelmente acelerará a curva de aprendizado para os participantes em toda a cadeia de suprimentos nessa área. Além disso, o aumento dos custos pode tornar o SiC mais acessível não apenas para outras montadoras, mas também para outras aplicações, o que poderia impulsionar ainda mais sua adoção.
Cenário 3: Substituir o SIC por outros materiais
Os analistas da Yole Intelligence estão acompanhando de perto outras tecnologias que podem competir com o SiC em veículos elétricos. Por exemplo, o SiC ranhurado oferece maior densidade de potência – será que veremos essa tecnologia substituir o SiC plano no futuro?
Até 2023, os IGBTs de silício serão usados em inversores para veículos elétricos e estão bem posicionados no setor em termos de capacidade e custo. Os fabricantes ainda estão aprimorando o desempenho, e esse substrato pode demonstrar o potencial do modelo de baixo consumo de energia mencionado no segundo cenário, o que facilita a produção em larga escala. Talvez o SiC seja reservado para os carros mais avançados e potentes da Tesla.
A tecnologia GaN-on-Si demonstra grande potencial no mercado automotivo, mas analistas a consideram uma opção a longo prazo (mais de 5 anos para inversores no setor tradicional). Embora já tenha havido discussões na indústria sobre o GaN, a necessidade da Tesla de reduzir custos e aumentar a produção em larga escala torna improvável que ela adote um material muito mais recente e menos consolidado que o SiC no futuro. Mas será que a Tesla conseguirá dar o passo ousado de adotar esse material inovador primeiro? Só o tempo dirá.
Os embarques de wafers foram ligeiramente afetados, mas podem surgir novos mercados.
Embora a busca por maior integração tenha pouco impacto no mercado de dispositivos, ela poderá afetar as remessas de wafers. Apesar de não ser tão drástica quanto muitos inicialmente previram, cada cenário indica uma queda na demanda por SiC, o que poderá afetar as empresas de semicondutores.
No entanto, isso poderia aumentar o fornecimento de materiais para outros mercados que cresceram juntamente com o mercado automotivo nos últimos cinco anos. O setor automotivo espera que todos os segmentos cresçam significativamente nos próximos anos — em grande parte devido à redução de custos e ao maior acesso a materiais.
O anúncio da Tesla causou um grande impacto na indústria, mas, após uma análise mais aprofundada, a perspectiva para o SiC permanece muito positiva. Qual será o próximo passo da Tesla — e como a indústria reagirá e se adaptará? Vale a pena acompanhar.
Data da publicação: 27/03/2023