Згідно зі звітом, опублікованим TrendForce Consulting, як стало відомо про проекти співпраці Anson, Infineon та інших компаній з виробниками автомобілів та енергетики, загальний обсяг ринку силових компонентів SiC зросте до 2,28 мільярда доларів США у 2023 році (примітка для ІТ-індустрії: близько 15,869 мільярда юанів), що на 41,4% більше, ніж у попередньому році.
Згідно зі звітом, напівпровідники третього покоління включають карбід кремнію (SiC) та нітрид галію (GaN), причому SiC становить 80% від загальної вихідної вартості. SiC підходить для сценаріїв застосування високої напруги та великого струму, що може ще більше підвищити ефективність електромобілів та систем обладнання для відновлюваної енергетики.
За даними TrendForce, двома основними сферами застосування компонентів SiC є електромобілі та відновлювана енергетика, обсяги яких у 2022 році досягли 1,09 млрд доларів США та 210 млн доларів США відповідно (наразі близько 7,586 млрд юанів). На них припадає 67,4% та 13,1% від загального ринку компонентів SiC для живлення.
За даними TrendForce Consulting, очікується, що ринок компонентів SiC досягне 5,33 мільярда доларів до 2026 року (наразі близько 37,097 мільярда юанів). Основні застосування, як і раніше, залежать від електромобілів та відновлюваних джерел енергії, при цьому вартість виробництва електромобілів досягне 3,98 мільярда доларів (наразі близько 27,701 мільярда юанів), CAGR (сукупний річний темп зростання) близько 38%; відновлювана енергетика досягне 410 мільйонів доларів США (наразі близько 2,854 мільярда юанів), CAGR близько 19%.
Tesla не стримувала операторів SiC
Зростання ринку карбіду кремнію (SiC) протягом останніх п'яти років значною мірою залежало від Tesla, першого виробника оригінального обладнання, який використав цей матеріал в електромобілях, і найбільшого покупця на сьогодні. Тому, коли компанія нещодавно оголосила про знахідку способу скоротити кількість SiC, що використовується в її майбутніх силових модулях, на 75 відсотків, галузь охопила паніка, і товарні запаси основних гравців постраждали.
75-відсоткове скорочення звучить тривожно, особливо без особливого контексту, але за цим оголошенням стоїть низка потенційних сценаріїв, жоден з яких не передбачає різкого скорочення попиту на матеріали або ринку в цілому.
Сценарій 1: Менша кількість пристроїв
48-чіповий інвертор у Tesla Model 3 базується на найінноваційнішій технології, доступній на момент розробки (2017). Однак, у міру розвитку екосистеми SiC з'являється можливість розширити продуктивність SiC-підкладок за рахунок більш досконалих системних конструкцій з вищою інтеграцією. Хоча малоймовірно, що одна технологія зменшить вміст SiC на 75%, різні досягнення в упаковці, охолодженні (тобто двостороннє та рідинне охолодження) та канальній архітектурі пристроїв можуть призвести до створення більш компактних та продуктивних пристроїв. Tesla, безсумнівно, вивчить таку можливість, і цифра 75%, ймовірно, стосується високоінтегрованої конструкції інвертора, яка зменшує кількість використовуваних кристалів з 48 до 12. Однак, якщо це так, це не еквівалентно такому позитивному зменшенню кількості SiC-матеріалів, як було запропоновано.
Тим часом інші виробники оригінального обладнання (OEM), які запускатимуть транспортні засоби на 800 В у 2023-24 роках, все ще покладатимуться на SiC, який є найкращим кандидатом для високопотужних та високовольтних пристроїв у цьому сегменті. Як результат, виробники оригінального обладнання можуть не побачити короткострокового впливу на проникнення SiC.
Ця ситуація підкреслює зміщення акценту на автомобільному ринку SiC з сировини на інтеграцію обладнання та систем. Силові модулі тепер відіграють життєво важливу роль у зниженні загальної вартості та продуктивності, і всі основні гравці в галузі SiC мають підприємства з виробництва силових модулів з власними потужностями з виробництва корпусів, включаючи onsemi, STMicroelectronics та Infineon. Wolfspeed зараз розширює свою діяльність не лише на сировину, а й на пристрої.
Сценарій 2: Малі транспортні засоби з низькими вимогами до потужності
Tesla працює над новим автомобілем початкового рівня, щоб зробити свої транспортні засоби простішими у використанні. Model 2 або Model Q будуть дешевшими та компактнішими, ніж їхні нинішні автомобілі, а менші автомобілі з меншою кількістю функцій не потребуватимуть стільки вмісту SiC для свого живлення. Однак існуючі моделі, ймовірно, збережуть той самий дизайн і все ще потребуватимуть великої кількості SiC загалом.
Незважаючи на всі свої переваги, карбід кремнію (SiC) є дорогим матеріалом, і багато виробників оригінального обладнання (OEM) висловили бажання знизити витрати. Тепер, коли Tesla, найбільший виробник оригінального обладнання в цій галузі, прокоментувала ціни, це може чинити тиск на виробників внутрішнього обладнання (IDM), щоб ті знизили витрати. Чи може оголошення Tesla бути стратегією просування більш конкурентоспроможних за ціною рішень? Цікаво буде подивитися, як відреагує галузь у найближчі тижні/місяці…
Виробники інженерних систем використовують різні стратегії для зниження витрат, такі як закупівля підкладок у різних постачальників, розширення виробництва за рахунок збільшення потужностей та перехід на пластини більшого діаметра (6 дюймів та 8 дюймів). Збільшений тиск, ймовірно, прискорить процес навчання для гравців у всьому ланцюжку поставок у цій галузі. Крім того, зростання витрат може зробити SiC більш доступним не лише для інших автовиробників, але й для інших застосувань, що може ще більше стимулювати його впровадження.
Сценарій 3: Заміна SIC іншими матеріалами
Аналітики Yole Intelligence уважно стежать за іншими технологіями, які можуть конкурувати з SiC в електромобілях. Наприклад, канавчастий SiC пропонує вищу щільність потужності – чи побачимо ми, що він замінить плоский SiC у майбутньому?
До 2023 року кремнієві IGBT-транзистори будуть використовуватися в інверторах для електромобілів і добре позиціонуватимуть себе в галузі з точки зору потужності та вартості. Виробники продовжують покращувати продуктивність, і ця підкладка може продемонструвати потенціал моделі з низьким енергоспоживанням, згаданої у другому сценарії, що полегшує масштабування у великих кількостях. Можливо, SiC буде зарезервований для більш просунутих і потужніших автомобілів Tesla.
GaN-на-Si демонструє великий потенціал на автомобільному ринку, але аналітики розглядають це як довгострокове рішення (понад 5 років в інверторах у традиційному світі). Хоча в галузі точаться певні дискусії щодо GaN, потреба Tesla у зниженні витрат та масовому масштабуванні виробництва робить малоймовірним перехід компанії до набагато новішого та менш зрілого матеріалу, ніж SiC, у майбутньому. Але чи зможе Tesla зробити сміливий крок, першою впровадивши цей інноваційний матеріал? Покаже лише час.
Поставки вафель дещо постраждали, але можуть з'явитися нові ринки
Хоча прагнення до більшої інтеграції матиме незначний вплив на ринок пристроїв, воно може вплинути на поставки пластин. Хоча це не так драматично, як багато хто спочатку вважав, кожен сценарій передбачає зниження попиту на SiC, що може вплинути на компанії-виробники напівпровідників.
Однак це може збільшити постачання матеріалів на інші ринки, які зросли разом з автомобільним ринком протягом останніх п'яти років. Автомобільний сектор очікує значного зростання всіх галузей у найближчі роки — майже завдяки зниженню витрат та розширенню доступу до матеріалів.
Заява Tesla сколихнула галузь, але після подальших роздумів перспективи для SiC залишаються дуже позитивними. Куди Tesla рухатиметься далі — і як галузь відреагує та адаптується? Це варте нашої уваги.
Час публікації: 27 березня 2023 р.