Glede na poročilo, ki ga je objavilo svetovalno podjetje TrendForce, bo skupni trg energetskih komponent SiC leta 2023, kot je jasno v sodelovanju med Ansonom in Infineonom ter drugimi proizvajalci avtomobilov in energije, dosegel 2,28 milijarde ameriških dolarjev (opomba za IT: približno 15,869 milijarde juanov), kar je 41,4 % več kot v enakem obdobju lani.
Glede na poročilo polprevodniki tretje generacije vključujejo silicijev karbid (SiC) in galijev nitrid (GaN), pri čemer SiC predstavlja 80 % celotne izhodne vrednosti. SiC je primeren za scenarije uporabe pri visoki napetosti in visokem toku, kar lahko dodatno izboljša učinkovitost električnih vozil in sistemov za obnovljivo energijo.
Po podatkih TrendForce sta dve največji uporabi SiC komponent za napajanje električna vozila in obnovljivi viri energije, ki sta leta 2022 dosegli 1,09 milijarde dolarjev oziroma 210 milijonov dolarjev (trenutno približno 7,586 milijarde RMB). To predstavlja 67,4 % oziroma 13,1 % celotnega trga SiC komponent za napajanje.
Po podatkih podjetja TrendForce Consulting naj bi trg energetskih komponent SiC do leta 2026 dosegel 5,33 milijarde dolarjev (trenutno približno 37,097 milijarde juanov). Glavne aplikacije so še vedno odvisne od električnih vozil in obnovljivih virov energije, pri čemer je proizvodna vrednost električnih vozil dosegla 3,98 milijarde dolarjev (trenutno približno 27,701 milijarde juanov), kar je približno 38-odstotna letna stopnja rasti (CAGR); trg obnovljivih virov energije je dosegel 410 milijonov ameriških dolarjev (trenutno približno 2,854 milijarde juanov), kar je približno 19-odstotna CAGR.
Tesla ni odvrnila operaterjev SiC
Rast trga silicijevega karbida (SiC) v zadnjih petih letih je bila v veliki meri odvisna od Tesle, prvega proizvajalca originalne opreme, ki je ta material uporabil v električnih vozilih, in danes največjega kupca. Ko je torej nedavno objavil, da je našel način, kako zmanjšati količino SiC, uporabljenega v svojih prihodnjih energetskih modulih, za 75 odstotkov, je industrijo pahnila panika, zaloge glavnih akterjev pa so utrpele škodo.
75-odstotno zmanjšanje se sliši zaskrbljujoče, še posebej brez večjega konteksta, vendar za objavo stoji več možnih scenarijev – nobeden od njih ne kaže na dramatično zmanjšanje povpraševanja po materialih ali trgu kot celoti.
Scenarij 1: Manj naprav
48-čipni inverter v Teslinem modelu 3 temelji na najinovativnejši tehnologiji, ki je bila na voljo v času razvoja (2017). Vendar pa se z zorenjem ekosistema SiC ponuja priložnost za razširitev zmogljivosti SiC substratov z naprednejšimi zasnovami sistemov z večjo integracijo. Čeprav je malo verjetno, da bo ena sama tehnologija zmanjšala SiC za 75 %, lahko različni napredki v embalaži, hlajenju (tj. dvostransko in tekočinsko hlajenje) in arhitekturi kanaliziranih naprav privedejo do kompaktnejših in bolje zmogljivih naprav. Tesla bo nedvomno raziskala takšno priložnost, številka 75 % pa se verjetno nanaša na visoko integrirano zasnovo inverterja, ki zmanjša število uporabljenih čipov s 48 na 12. Če pa je temu tako, to ni enakovredno tako pozitivnemu zmanjšanju SiC materialov, kot je bilo predlagano.
Medtem se bodo drugi proizvajalci originalne opreme (OEM), ki bodo v letih 2023–2024 lansirali vozila z napetostjo 800 V, še vedno zanašali na SiC, ki je najboljši kandidat za visokozmogljive in visokonapetostne naprave v tem segmentu. Posledično proizvajalci originalne opreme morda ne bodo opazili kratkoročnega vpliva na prodor SiC.
Ta situacija poudarja premik osredotočenosti avtomobilskega trga SiC s surovin na integracijo opreme in sistemov. Napajalni moduli zdaj igrajo ključno vlogo pri izboljšanju skupnih stroškov in zmogljivosti, vsi glavni akterji na področju SiC pa imajo podjetja za napajalne module z lastnimi zmogljivostmi za pakiranje – vključno z onsemi, STMicroelectronics in Infineon. Wolfspeed zdaj širi svojo dejavnost onkraj surovin na naprave.
Scenarij 2: Majhna vozila z nizkimi zahtevami po moči
Tesla dela na novem avtomobilu osnovnega razreda, da bi bila njihova vozila lažja za uporabo. Model 2 ali Model Q bosta cenejša in kompaktnejša od trenutnih vozil, manjši avtomobili z manj funkcijami pa ne bodo potrebovali toliko vsebnosti SiC za pogon. Vendar pa bodo obstoječi modeli verjetno ohranili enako zasnovo in še vedno zahtevali velike količine SiC.
Kljub vsem svojim prednostim je SiC drag material in mnogi proizvajalci originalne opreme (OEM) so izrazili željo po znižanju stroškov. Zdaj, ko je Tesla, največji proizvajalec originalne opreme na tem področju, komentirala cene, bi to lahko pritisnilo na proizvajalce notranje opreme (IDM), da znižajo stroške. Bi lahko bila Teslina napoved strategija za spodbujanje stroškovno konkurenčnejših rešitev? Zanimivo bo videti, kako se bo industrija odzvala v prihodnjih tednih/mesecih ...
Proizvajalci IDM uporabljajo različne strategije za zmanjšanje stroškov, na primer z nabavo substratov od različnih dobaviteljev, širitvijo proizvodnje s povečanjem zmogljivosti in prehodom na rezine večjega premera (6” in 8”). Povečan pritisk bo verjetno pospešil krivuljo učenja za akterje v dobavni verigi na tem področju. Poleg tega bi lahko naraščajoči stroški naredili SiC bolj dostopen ne le za druge proizvajalce avtomobilov, temveč tudi za druge aplikacije, kar bi lahko še dodatno spodbudilo njegovo uporabo.
Scenarij 3: Zamenjava SIC z drugimi materiali
Analitiki pri Yole Intelligence pozorno spremljajo druge tehnologije, ki bi lahko konkurirale SiC v električnih vozilih. Na primer, žlebljeni SiC ponuja večjo gostoto moči – ali ga bomo v prihodnosti videli nadomestiti s ploščatim SiC?
Do leta 2023 se bodo Si IGBT-ji uporabljali v razsmernikih za električna vozila in so v industriji dobro pozicionirani glede zmogljivosti in stroškov. Proizvajalci še vedno izboljšujejo zmogljivost, ta substrat pa bi lahko pokazal potencial modela z nizko porabo energije, omenjenega v drugem scenariju, kar olajša povečanje proizvodnje v velikih količinah. Morda bo SiC rezerviran za naprednejše in zmogljivejše Tesline avtomobile.
GaN na Si kaže velik potencial na avtomobilskem trgu, vendar analitiki to vidijo kot dolgoročno možnost (več kot 5 let v razsmernikih v tradicionalnem svetu). Čeprav je v industriji že nekaj razprav o GaN, Teslini potrebi po zmanjšanju stroškov in množičnem povečanju proizvodnje manj verjetno, da bi v prihodnosti prešla na veliko novejši in manj zrel material kot SiC. Toda ali se lahko Tesla odloči za drzen korak in najprej sprejme ta inovativni material? Čas bo pokazal.
Pošiljke rezin so nekoliko prizadete, vendar se lahko pojavijo novi trgi.
Čeprav prizadevanja za večjo integracijo ne bodo imela velikega vpliva na trg naprav, bi lahko vplivala na dobavo rezin. Čeprav ne tako dramatično, kot so mnogi sprva mislili, vsak scenarij napoveduje upad povpraševanja po SiC, kar bi lahko vplivalo na podjetja, ki proizvajajo polprevodnike.
Vendar bi lahko povečal dobavo materialov na druge trge, ki so v zadnjih petih letih rasli skupaj z avtomobilskim trgom. Avtomobilska industrija pričakuje, da se bodo vse panoge v prihodnjih letih znatno povečale – skoraj zaradi nižjih stroškov in večjega dostopa do materialov.
Teslina objava je v panogi povzročila šok, a po nadaljnjem premisleku ostajajo obeti za SiC zelo pozitivni. Kam gre Tesla naprej – in kako se bo industrija odzvala in prilagodila? Vredno si je naše pozornosti.
Čas objave: 27. marec 2023