Podľa správy, ktorú zverejnila spoločnosť TrendForce Consulting, ako jasne vyplýva z projektov spolupráce spoločností Anson, Infineon a ďalších s výrobcami automobilov a energií, celkový trh s výkonovými komponentmi SiC dosiahne v roku 2023 hodnotu 2,28 miliardy amerických dolárov (poznámka pre IT: približne 15,869 miliardy juanov), čo predstavuje medziročný nárast o 41,4 %.
Podľa správy polovodiče tretej generácie zahŕňajú karbid kremíka (SiC) a nitrid gália (GaN), pričom SiC predstavuje 80 % celkovej výstupnej hodnoty. SiC je vhodný pre aplikácie s vysokým napätím a vysokým prúdom, čo môže ďalej zlepšiť účinnosť elektrických vozidiel a systémov zariadení na obnoviteľnú energiu.
Podľa spoločnosti TrendForce sú dve najdôležitejšie aplikácie pre výkonové komponenty SiC elektrické vozidlá a obnoviteľné zdroje energie, ktoré v roku 2022 dosiahli 1,09 miliardy USD, respektíve 210 miliónov USD (v súčasnosti približne 7,586 miliardy RMB). To predstavuje 67,4 % a 13,1 % celkového trhu s výkonovými komponentmi SiC.
Podľa spoločnosti TrendForce Consulting sa očakáva, že trh s výkonovými komponentmi SiC dosiahne do roku 2026 hodnotu 5,33 miliardy USD (v súčasnosti približne 37,097 miliardy juanov). Hlavné aplikácie sa stále spoliehajú na elektrické vozidlá a obnoviteľné zdroje energie, pričom výstupná hodnota elektrických vozidiel dosiahne 3,98 miliardy USD (v súčasnosti približne 27,701 miliardy juanov) s CAGR (zložená ročná miera rastu) približne 38 %; trh s obnoviteľnými zdrojmi energie dosiahol 410 miliónov USD (v súčasnosti približne 2,854 miliardy juanov) s CAGR približne 19 %.
Tesla neodradila prevádzkovateľov SiC
Rast trhu s karbidom kremíka (SiC) za posledných päť rokov do značnej miery závisel od spoločnosti Tesla, prvého výrobcu originálnych dielov, ktorý tento materiál použil v elektrických vozidlách, a zároveň najväčšieho odberateľa v súčasnosti. Keď teda nedávno oznámila, že našla spôsob, ako znížiť množstvo SiC používaného v jej budúcich výkonových moduloch o 75 percent, priemysel zachvátila panika a zásoby hlavných hráčov utrpeli.
Zníženie o 75 percent znie alarmujúco, najmä bez väčšieho kontextu, ale za týmto oznámením sa skrýva niekoľko potenciálnych scenárov – žiadny z nich nenaznačuje dramatické zníženie dopytu po materiáloch alebo trhu ako celku.
Scenár 1: Menej zariadení
48-čipový invertor v Tesle Model 3 je založený na najinovatívnejšej technológii dostupnej v čase vývoja (2017). S dozrievaním ekosystému SiC sa však otvára príležitosť na rozšírenie výkonu SiC substrátov prostredníctvom pokročilejších návrhov systémov s vyššou integráciou. Hoci je nepravdepodobné, že jedna technológia zníži SiC o 75 %, rôzne pokroky v oblasti balenia, chladenia (t. j. obojstranné a kvapalinové chladenie) a architektúry kanálových zariadení môžu viesť ku kompaktnejším a výkonnejším zariadeniam. Tesla nepochybne túto príležitosť preskúma a údaj 75 % sa pravdepodobne vzťahuje na vysoko integrovaný dizajn invertora, ktorý znižuje počet používaných čipov zo 48 na 12. Ak je to však tak, nie je to ekvivalentné takému pozitívnemu zníženiu SiC materiálov, ako sa predpokladalo.
Medzitým ostatní výrobcovia originálnych dielov (OEM), ktorí v rokoch 2023 – 2024 uvedú na trh vozidlá s napätím 800 V, sa budú stále spoliehať na SiC, ktorý je v tomto segmente najlepším kandidátom pre zariadenia s vysokým výkonom a vysokým napätím. V dôsledku toho výrobcovia originálnych dielov nemusia zaznamenať krátkodobý vplyv na penetráciu SiC.
Táto situácia zdôrazňuje posun zamerania automobilového trhu s SiC zo surovín na integráciu zariadení a systémov. Výkonové moduly teraz zohrávajú kľúčovú úlohu pri znižovaní celkových nákladov a výkonu a všetci hlavní hráči v oblasti SiC majú podniky zaoberajúce sa výkonovými modulmi s vlastnými internými kapacitami na balenie – vrátane spoločností onsemi, STMicroelectronics a Infineon. Spoločnosť Wolfspeed teraz rozširuje svoje pôsobenie od surovín až po zariadenia.
Scenár 2: Malé vozidlá s nízkymi požiadavkami na výkon
Spoločnosť Tesla pracuje na novom aute základnej úrovne, aby sa jej vozidlá ľahšie používali. Model 2 alebo Model Q budú lacnejšie a kompaktnejšie ako ich súčasné vozidlá a menšie autá s menším počtom funkcií nebudú potrebovať na svoj pohon toľko obsahu SiC. Existujúce modely si však pravdepodobne zachovajú rovnaký dizajn a celkovo budú stále vyžadovať veľké množstvo SiC.
Napriek všetkým svojim výhodám je SiC drahý materiál a mnoho výrobcov originálnych dielov (OEM) vyjadrilo túžbu znížiť náklady. Teraz, keď sa Tesla, najväčší výrobca originálnych dielov v tomto odvetví, vyjadrila k cenám, mohlo by to vyvíjať tlak na výrobcov originálnych dielov, aby znížili náklady. Mohlo by byť oznámenie Tesly stratégiou na podporu cenovo konkurencieschopnejších riešení? Bude zaujímavé sledovať, ako odvetvie zareaguje v nasledujúcich týždňoch/mesiacoch…
Výrobcovia IDM využívajú rôzne stratégie na zníženie nákladov, napríklad získavaním substrátu od rôznych dodávateľov, rozširovaním výroby zvýšením kapacity a prechodom na doštičky s väčším priemerom (6″ a 8″). Zvýšený tlak pravdepodobne urýchli učenie hráčov v celom dodávateľskom reťazci v tejto oblasti. Rastúce náklady by navyše mohli urobiť SiC dostupnejším nielen pre iných výrobcov automobilov, ale aj pre iné aplikácie, čo by mohlo ďalej podporiť jeho prijatie.
Scenár 3: Nahradenie SIC inými materiálmi
Analytici spoločnosti Yole Intelligence pozorne sledujú ďalšie technológie, ktoré by mohli konkurovať SiC v elektrických vozidlách. Napríklad drážkovaný SiC ponúka vyššiu hustotu výkonu – uvidíme ho v budúcnosti nahradiť plochý SiC?
Do roku 2023 sa Si IGBT tranzistory budú používať v elektromobiloch a v tomto odvetví budú mať dobrú pozíciu z hľadiska kapacity a nákladov. Výrobcovia stále zlepšujú výkon a tento substrát môže ukázať potenciál nízkoenergetického modelu spomínaného v druhom scenári, ktorý uľahčuje jeho hromadné navyšovanie. Možno bude SiC vyhradený pre pokročilejšie a výkonnejšie autá Tesly.
GaN na Si vykazuje veľký potenciál na automobilovom trhu, ale analytici to vnímajú ako dlhodobú úvahu (viac ako 5 rokov v invertoroch v tradičnom svete). Hoci v tomto odvetví prebiehajú diskusie o GaN, potreba Tesly znižovať náklady a hromadne zvyšovať výrobu znemožňuje spoločnosti v budúcnosti prejsť na oveľa novší a menej vyspelý materiál ako SiC. Dokáže však Tesla urobiť odvážny krok a prijať tento inovatívny materiál ako prvá? Čas ukáže.
Dodávky oblátok boli mierne ovplyvnené, ale môžu sa objaviť nové trhy
Hoci tlak na väčšiu integráciu bude mať malý vplyv na trh so zariadeniami, mohol by mať vplyv na dodávky doštičiek. Hoci nie je taký dramatický, ako sa mnohí pôvodne domnievali, každý scenár predpovedá pokles dopytu po SiC, čo by mohlo ovplyvniť spoločnosti zaoberajúce sa polovodičmi.
Mohlo by to však zvýšiť dodávky materiálov na iné trhy, ktoré za posledných päť rokov rástli spolu s automobilovým trhom. Automobilový priemysel očakáva, že všetky odvetvia v nasledujúcich rokoch výrazne porastú – takmer vďaka nižším nákladom a lepšiemu prístupu k materiálom.
Oznámenie Tesly otriaslo celým odvetvím, ale po bližšom zvážení zostávajú vyhliadky pre SiC veľmi pozitívne. Kam sa Tesla uberá ďalej – a ako bude odvetvie reagovať a prispôsobovať sa? Stojí za našu pozornosť.
Čas uverejnenia: 27. marca 2023