De acordo com um relatório divulgado pela TrendForce Consulting, como mostram os projetos de cooperação da Anson, Infineon e outros com fabricantes de automóveis e energia, o mercado geral de componentes de energia SiC será promovido para 2,28 bilhões de dólares americanos em 2023 (nota da IT home: cerca de 15,869 bilhões de yuans), um aumento de 41,4% em relação ao ano anterior.
De acordo com o relatório, os semicondutores de terceira geração incluem carboneto de silício (SiC) e nitreto de gálio (GaN), sendo o SiC responsável por 80% do valor total da produção. O SiC é adequado para cenários de aplicação de alta tensão e alta corrente, o que pode melhorar ainda mais a eficiência de veículos elétricos e sistemas de equipamentos de energia renovável.
Segundo a TrendForce, as duas principais aplicações para componentes de energia 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). Representam 67,4% e 13,1% do mercado total de componentes de energia de SiC.
De acordo com a TrendForce Consulting, o mercado de componentes de energia SiC deverá atingir US$ 5,33 bilhões até 2026 (atualmente cerca de 37,097 bilhões de yuans). As principais aplicações ainda dependem de veículos elétricos e energia renovável, com o valor da produção de veículos elétricos atingindo US$ 3,98 bilhões (atualmente cerca de 27,701 bilhões de yuans), com uma CAGR (taxa composta de crescimento anual) de cerca de 38%. A energia renovável atingiu US$ 410 milhões (atualmente cerca de 2,854 bilhões de yuans), com uma CAGR de cerca de 19%.
A Tesla não desencorajou 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. Assim, quando anunciou recentemente que havia encontrado uma maneira de reduzir em 75% a quantidade de SiC usada em seus futuros módulos de energia, o setor entrou em pânico, e os estoques dos principais players sofreram.
Um corte de 75% parece alarmante, especialmente sem muito contexto, mas há uma série de cenários potenciais 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 no momento do desenvolvimento (2017). No entanto, à medida que o ecossistema SiC amadurece, há uma oportunidade de estender o desempenho dos substratos de SiC por meio de projetos de sistemas mais avançados com maior integração. Embora seja improvável que uma única tecnologia reduza o SiC em 75%, vários avanços em encapsulamento, resfriamento (ou seja, resfriamento duplo e líquido) e arquitetura de dispositivos canalizados podem levar a dispositivos mais compactos e com melhor desempenho. A Tesla sem dúvida explorará essa oportunidade, e o número de 75% provavelmente se refere a um projeto de inversor altamente integrado que reduz o número de matrizes que utiliza de 48 para 12. No entanto, se esse for o caso, não é equivalente a uma redução positiva de materiais de SiC como foi sugerido.
Enquanto isso, outros fabricantes de equipamentos originais (OEMs) que lançarão veículos de 800 V em 2023-24 ainda dependerão do SiC, que é o melhor candidato para dispositivos de alta potência e alta tensão neste segmento. Como resultado, os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) podem não ver um impacto de curto prazo na penetração do SiC.
Esta situação destaca a mudança no foco do mercado automotivo de SiC, de matérias-primas para a integração de equipamentos e sistemas. Os módulos de potência agora desempenham um papel vital na melhoria geral do custo e do desempenho, e todos os principais players do setor de SiC possuem negócios de módulos de potência com suas próprias capacidades de encapsulamento interno – incluindo Onsemi, STMicroelectronics e Infineon. A Wolfspeed agora está expandindo além das matérias-primas para dispositivos.
Cenário 2: Veículos pequenos com baixa necessidade de energia
A Tesla vem trabalhando em um novo carro de entrada para facilitar o uso de seus veículos. O Model 2 ou o Model Q serão mais baratos e compactos do que seus veículos atuais, e carros menores, com menos recursos, não precisarão de tanto SiC para serem alimentados. No entanto, seus modelos existentes provavelmente manterão o mesmo design e ainda exigirão grandes quantidades de SiC em geral.
Apesar de todas as suas vantagens, o SiC é um material caro, e muitos fabricantes de equipamentos originais (OEMs) expressaram o desejo de reduzir custos. Agora que a Tesla, a maior fabricante de equipamentos originais (OEMs) do setor, comentou sobre os preços, isso pode pressionar os fabricantes de equipamentos originais (IDMs) a reduzir custos. O anúncio da Tesla poderia ser uma estratégia para impulsionar soluções mais competitivas em termos de custo? Será interessante ver como a indústria reagirá nas próximas semanas/meses...
As 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 mudança para wafers de diâmetro maior (6" e 8"). O aumento da pressão provavelmente acelerará a curva de aprendizado para os participantes da 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 pode impulsionar ainda mais sua adoção.
Cenário 3: Substituir SIC por outros materiais
Analistas da Yole Intelligence estão de olho em outras tecnologias que possam competir com o SiC em veículos elétricos. Por exemplo, o SiC ranhurado oferece maior densidade de potência – será que ele substituirá o SiC plano no futuro?
Até 2023, os IGBTs de Si serão usados em inversores de veículos elétricos (VEs) e estarão bem posicionados na indústria em termos de capacidade e custo. Os fabricantes ainda estão aprimorando o desempenho, e este substrato pode demonstrar o potencial do modelo de baixa potência mencionado no cenário dois, o que facilita a expansão em larga escala. Talvez o SiC seja reservado para os carros mais avançados e potentes da Tesla.
GaN-sobre-Si apresenta grande potencial no mercado automotivo, mas analistas veem isso como uma consideração de longo prazo (mais de 5 anos em inversores no mundo tradicional). Embora tenha havido alguma discussão na indústria em torno do GaN, a necessidade da Tesla de redução de custos e expansão em massa torna improvável que ela migre para um material muito mais novo e menos maduro do 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.
Remessas de wafers são ligeiramente afetadas, mas pode haver novos mercados
Embora a busca por maior integração tenha pouco impacto no mercado de dispositivos, poderá ter impacto nas remessas de wafers. Embora não tão drástico quanto muitos pensavam inicialmente, cada cenário prevê um declínio na demanda por SiC, o que pode afetar as empresas de semicondutores.
No entanto, isso poderia aumentar a oferta de materiais para outros mercados que cresceram junto com o mercado automotivo nos últimos cinco anos. O setor automotivo prevê um crescimento significativo em todos os setores nos próximos anos — principalmente graças à redução de custos e ao maior acesso a materiais.
O anúncio da Tesla causou comoção na indústria, mas, refletindo melhor, as perspectivas para o SiC permanecem muito positivas. Para onde a Tesla irá agora — e como a indústria reagirá e se adaptará? Vale a pena a nossa atenção.
Horário da publicação: 27/03/2023