Согласно отчету, опубликованному TrendForce Consulting, с учетом того, что Anson, Infineon и другие проекты сотрудничества с производителями автомобилей и энергии очевидны, общий объем рынка силовых компонентов SiC вырастет до 2,28 млрд долларов США в 2023 году (примечание IT Home: около 15,869 млрд юаней), что на 41,4% больше в годовом исчислении.
Согласно отчету, к полупроводникам третьего поколения относятся карбид кремния (SiC) и нитрид галлия (GaN), а на SiC приходится 80% от общего выходного значения. SiC подходит для сценариев применения с высоким напряжением и высоким током, что может дополнительно повысить эффективность электромобилей и систем оборудования возобновляемой энергии.
По данным TrendForce, двумя основными сферами применения силовых компонентов SiC являются электромобили и возобновляемая энергетика, объемы которых в 2022 году достигли 1,09 млрд долларов США и 210 млн долларов США соответственно (в настоящее время около 7,586 млрд юаней). На их долю приходится 67,4% и 13,1% от общего объема рынка силовых компонентов SiC.
По данным TrendForce Consulting, ожидается, что рынок силовых компонентов SiC достигнет $5,33 млрд к 2026 году (в настоящее время около 37,097 млрд юаней). Основные приложения по-прежнему полагаются на электромобили и возобновляемую энергию, при этом выходная стоимость электромобилей достигла $3,98 млрд (в настоящее время около 27,701 млрд юаней), CAGR (совокупный годовой темп роста) около 38%; Возобновляемая энергия достигла 410 млн долларов США (в настоящее время около 2,854 млрд юаней), CAGR около 19%.
Tesla не отпугнула операторов SiC
Рост рынка карбида кремния (SiC) за последние пять лет во многом зависел от Tesla, первого производителя оригинального оборудования, использовавшего этот материал в электромобилях, и крупнейшего покупателя на сегодняшний день. Поэтому, когда компания недавно объявила, что нашла способ сократить количество SiC, используемого в ее будущих силовых модулях, на 75 процентов, отрасль впала в панику, а запасы основных игроков пострадали.
Сокращение на 75 процентов звучит тревожно, особенно без особого контекста, однако за этим объявлением скрывается ряд потенциальных сценариев, ни один из которых не предполагает резкого сокращения спроса на материалы или рынка в целом.
Сценарий 1: Меньше устройств
48-чиповый инвертор в Tesla Model 3 основан на самой инновационной технологии, доступной на момент разработки (2017 г.). Однако по мере развития экосистемы SiC появляется возможность повысить производительность подложек SiC за счет более совершенных системных конструкций с более высокой интеграцией. Хотя маловероятно, что одна технология сократит SiC на 75%, различные достижения в области упаковки, охлаждения (например, двухстороннее и жидкостное охлаждение) и канальной архитектуры устройств могут привести к более компактным, более производительным устройствам. Tesla, несомненно, изучит такую возможность, и цифра 75%, вероятно, относится к высокоинтегрированной конструкции инвертора, которая сокращает количество используемых кристаллов с 48 до 12. Однако, если это так, это не эквивалентно такому положительному сокращению материалов SiC, как предполагалось.
Между тем, другие производители оригинального оборудования, которые выпустят 800-вольтовые автомобили в 2023-24 годах, по-прежнему будут полагаться на SiC, который является лучшим кандидатом для устройств высокой мощности и высокого напряжения в этом сегменте. В результате производители оригинального оборудования могут не увидеть краткосрочного влияния на проникновение SiC.
Эта ситуация подчеркивает смещение фокуса автомобильного рынка SiC с сырья на оборудование и системную интеграцию. Силовые модули теперь играют важную роль в улучшении общей стоимости и производительности, и все основные игроки в области SiC имеют бизнес по производству силовых модулей с собственными возможностями внутренней упаковки, включая onsemi, STMicroelectronics и Infineon. Wolfspeed теперь расширяется за пределы сырья на устройства.
Сценарий 2: Небольшие транспортные средства с низким энергопотреблением
Tesla работает над новым автомобилем начального уровня, чтобы сделать свои транспортные средства более простыми в использовании. Model 2 или Model Q будут дешевле и компактнее, чем их нынешние автомобили, а более мелкие автомобили с меньшим количеством функций не будут нуждаться в таком количестве SiC для питания. Однако ее существующие модели, скорее всего, сохранят ту же конструкцию и по-прежнему будут требовать больших объемов SiC в целом.
Несмотря на все свои достоинства, SiC является дорогим материалом, и многие OEM-производители выразили желание сократить расходы. Теперь, когда Tesla, крупнейший OEM-производитель в этой области, прокомментировал цены, это может оказать давление на IDM-производителей, заставив их сократить расходы. Может ли заявление Tesla стать стратегией по продвижению более конкурентоспособных по стоимости решений? Будет интересно посмотреть, как отреагирует отрасль в ближайшие недели/месяцы…
Idms используют различные стратегии для снижения затрат, например, закупая подложки у разных поставщиков, расширяя производство за счет увеличения мощности и переходя на пластины большего диаметра (6 и 8 дюймов). Повышенное давление, вероятно, ускорит кривую обучения для игроков по всей цепочке поставок в этой области. Кроме того, рост затрат может сделать SiC более доступным не только для других автопроизводителей, но и для других приложений, что может еще больше способствовать его внедрению.
Сценарий 3: Замена SIC другими материалами
Аналитики Yole Intelligence пристально следят за другими технологиями, которые могли бы конкурировать с SiC в электромобилях. Например, рифленый SiC обеспечивает более высокую плотность мощности — увидим ли мы замену плоского SiC в будущем?
К 2023 году Si IGBT будут использоваться в инверторах электромобилей и займут прочные позиции в отрасли с точки зрения мощности и стоимости. Производители продолжают улучшать производительность, и эта подложка может продемонстрировать потенциал маломощной модели, упомянутой в сценарии два, что упрощает масштабирование в больших количествах. Возможно, SiC будет зарезервирован для более продвинутых, более мощных автомобилей Tesla.
GaN-on-Si демонстрирует большой потенциал на автомобильном рынке, но аналитики рассматривают это как долгосрочное соображение (более 5 лет в инверторах в традиционном мире). Хотя в отрасли и велись некоторые дискуссии вокруг GaN, потребность Tesla в снижении затрат и массовом масштабировании делает маловероятным, что она перейдет на гораздо более новый и менее зрелый материал, чем SiC, в будущем. Но сможет ли Tesla сделать смелый шаг и первой принять этот инновационный материал? Только время покажет.
Поставки пластин немного пострадали, но могут появиться новые рынки
Хотя стремление к большей интеграции не окажет существенного влияния на рынок устройств, оно может повлиять на поставки пластин. Хотя это не так драматично, как многие изначально предполагали, каждый сценарий предсказывает снижение спроса на SiC, что может повлиять на компании, занимающиеся полупроводниками.
Однако это может увеличить поставки материалов на другие рынки, которые выросли вместе с автомобильным рынком за последние пять лет. Авто ожидает, что все отрасли значительно вырастут в ближайшие годы — почти благодаря снижению затрат и расширению доступа к материалам.
Заявление Tesla вызвало шок в отрасли, но при дальнейшем размышлении перспективы SiC остаются весьма позитивными. Куда пойдет Tesla дальше — и как отрасль отреагирует и адаптируется? Это стоит нашего внимания.
Время публикации: 27-03-2023