Theo một báo cáo do TrendForce Consulting công bố, với sự hợp tác giữa Anson, Infineon và các nhà sản xuất ô tô, năng lượng trong các dự án tương tác khác, thị trường linh kiện điện SiC nói chung sẽ được thúc đẩy lên 2,28 tỷ đô la Mỹ vào năm 2023 (khoảng 15,869 tỷ nhân dân tệ), tăng 41,4% so với năm trước.
Theo báo cáo, chất bán dẫn thế hệ thứ ba bao gồm cacbua silic (SiC) và nitrua gali (GaN), trong đó SiC chiếm 80% tổng giá trị sản lượng. SiC phù hợp với các ứng dụng điện áp cao và dòng điện cao, có thể giúp nâng cao hơn nữa hiệu quả của xe điện và hệ thống thiết bị năng lượng tái tạo.
Theo TrendForce, hai ứng dụng hàng đầu của linh kiện điện SiC là xe điện và năng lượng tái tạo, đạt doanh thu lần lượt 1,09 tỷ USD và 210 triệu USD vào năm 2022 (hiện tương đương khoảng 7,586 tỷ RMB). Thị phần này chiếm 67,4% và 13,1% tổng thị trường linh kiện điện SiC.
Theo TrendForce Consulting, thị trường linh kiện điện SiC dự kiến sẽ đạt 5,33 tỷ USD vào năm 2026 (hiện nay khoảng 37,097 tỷ nhân dân tệ). Các ứng dụng chính vẫn tập trung vào xe điện và năng lượng tái tạo, với giá trị sản lượng của xe điện đạt 3,98 tỷ USD (hiện nay khoảng 27,701 tỷ nhân dân tệ), tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) khoảng 38%; năng lượng tái tạo đạt 410 triệu USD (hiện nay khoảng 2,854 tỷ nhân dân tệ), CAGR khoảng 19%.
Tesla không ngăn cản được các nhà khai thác SiC.
Sự tăng trưởng của thị trường silicon carbide (SiC) trong năm năm qua phần lớn phụ thuộc vào Tesla, nhà sản xuất thiết bị gốc đầu tiên sử dụng vật liệu này trong xe điện và là người mua lớn nhất hiện nay. Vì vậy, khi hãng này gần đây tuyên bố đã tìm ra cách giảm lượng SiC sử dụng trong các mô-đun năng lượng tương lai của mình xuống 75%, cả ngành công nghiệp đã rơi vào tình trạng hoảng loạn, và lượng hàng tồn kho của các nhà sản xuất lớn bị ảnh hưởng.
Mức cắt giảm 75% nghe có vẻ đáng báo động, đặc biệt là khi không có nhiều bối cảnh, nhưng có một số kịch bản tiềm tàng đằng sau thông báo này – không kịch bản nào cho thấy sự sụt giảm mạnh về nhu cầu nguyên vật liệu hoặc toàn bộ thị trường.
Kịch bản 1: Ít thiết bị hơn
Bộ biến tần 48 chip trong Tesla Model 3 dựa trên công nghệ tiên tiến nhất hiện có tại thời điểm phát triển (năm 2017). Tuy nhiên, khi hệ sinh thái SiC trưởng thành, sẽ có cơ hội mở rộng hiệu năng của chất nền SiC thông qua các thiết kế hệ thống tiên tiến hơn với mức độ tích hợp cao hơn. Mặc dù khó có khả năng một công nghệ duy nhất sẽ giảm lượng SiC xuống 75%, nhưng nhiều tiến bộ trong công nghệ đóng gói, làm mát (ví dụ: làm mát hai mặt và làm mát bằng chất lỏng) và kiến trúc thiết bị có kênh dẫn có thể dẫn đến các thiết bị nhỏ gọn hơn, hiệu năng tốt hơn. Tesla chắc chắn sẽ khám phá cơ hội này, và con số 75% có lẽ đề cập đến một thiết kế biến tần tích hợp cao, giảm số lượng chip sử dụng từ 48 xuống còn 12. Tuy nhiên, nếu đúng như vậy, điều đó không tương đương với việc giảm lượng vật liệu SiC một cách tích cực như đã được đề xuất.
Trong khi đó, các nhà sản xuất ô tô khác ra mắt xe 800V trong năm 2023-2024 vẫn sẽ dựa vào SiC, vốn là ứng cử viên tốt nhất cho các thiết bị công suất cao và điện áp cao trong phân khúc này. Do đó, các nhà sản xuất ô tô có thể không thấy tác động ngắn hạn đến sự thâm nhập của SiC.
Tình hình này cho thấy sự chuyển dịch trọng tâm của thị trường SiC dành cho ô tô từ nguyên liệu thô sang thiết bị và tích hợp hệ thống. Các mô-đun nguồn hiện đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện chi phí và hiệu suất tổng thể, và tất cả các nhà sản xuất lớn trong lĩnh vực SiC đều có các mảng kinh doanh mô-đun nguồn với khả năng đóng gói nội bộ riêng – bao gồm onsemi, STMicroelectronics và Infineon. Wolfspeed hiện đang mở rộng hoạt động từ nguyên liệu thô sang các thiết bị.
Tình huống 2: Xe nhỏ có yêu cầu công suất thấp
Tesla đang nghiên cứu một mẫu xe cơ bản mới nhằm giúp xe của hãng dễ sử dụng hơn. Model 2 hoặc Model Q sẽ có giá rẻ hơn và nhỏ gọn hơn so với các mẫu xe hiện tại, và những chiếc xe nhỏ hơn với ít tính năng hơn sẽ không cần nhiều SiC để hoạt động. Tuy nhiên, các mẫu xe hiện tại có thể sẽ giữ nguyên thiết kế và vẫn cần một lượng lớn SiC.
Mặc dù có nhiều ưu điểm, SiC là một vật liệu đắt tiền, và nhiều nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) đã bày tỏ mong muốn giảm chi phí. Giờ đây, khi Tesla, nhà sản xuất thiết bị gốc lớn nhất trong lĩnh vực này, đã lên tiếng về giá cả, điều này có thể gây áp lực lên các nhà sản xuất thiết bị tích hợp (IDM) để giảm chi phí. Liệu thông báo của Tesla có phải là một chiến lược để thúc đẩy các giải pháp cạnh tranh về giá hơn? Sẽ rất thú vị để xem ngành công nghiệp phản ứng như thế nào trong những tuần/tháng tới…
Các nhà sản xuất chip bán dẫn (IDMS) đang sử dụng nhiều chiến lược khác nhau để giảm chi phí, chẳng hạn như tìm nguồn cung cấp chất nền từ các nhà cung cấp khác nhau, mở rộng sản xuất bằng cách tăng công suất và chuyển sang sử dụng tấm wafer đường kính lớn hơn (6 inch và 8 inch). Áp lực gia tăng này có thể đẩy nhanh quá trình học hỏi của các bên tham gia trong chuỗi cung ứng ở lĩnh vực này. Ngoài ra, chi phí tăng cao có thể làm cho SiC trở nên phải chăng hơn không chỉ đối với các nhà sản xuất ô tô khác mà còn đối với các ứng dụng khác, điều này có thể thúc đẩy hơn nữa việc ứng dụng công nghệ này.
Tình huống 3: Thay thế SIC bằng các vật liệu khác
Các nhà phân tích tại Yole Intelligence đang theo dõi sát sao các công nghệ khác có thể cạnh tranh với SiC trong xe điện. Ví dụ, SiC có rãnh cung cấp mật độ năng lượng cao hơn – liệu chúng ta có thấy nó thay thế SiC phẳng trong tương lai?
Đến năm 2023, IGBT silicon sẽ được sử dụng trong bộ biến tần xe điện và có vị thế tốt trong ngành về công suất và chi phí. Các nhà sản xuất vẫn đang cải thiện hiệu suất, và chất nền này có thể cho thấy tiềm năng của mô hình công suất thấp được đề cập trong kịch bản thứ hai, giúp dễ dàng mở rộng quy mô sản xuất với số lượng lớn. Có lẽ SiC sẽ được dành riêng cho những chiếc xe tiên tiến hơn, mạnh mẽ hơn của Tesla.
Công nghệ GaN-on-Si cho thấy tiềm năng lớn trong thị trường ô tô, nhưng các nhà phân tích xem đây là một vấn đề cần cân nhắc dài hạn (hơn 5 năm đối với bộ biến tần trong ngành công nghiệp ô tô truyền thống). Mặc dù đã có một số cuộc thảo luận trong ngành về GaN, nhưng nhu cầu giảm chi phí và mở rộng quy mô sản xuất hàng loạt của Tesla khiến hãng khó có thể chuyển sang một vật liệu mới hơn và chưa hoàn thiện hơn SiC trong tương lai. Nhưng liệu Tesla có thể mạnh dạn áp dụng vật liệu tiên tiến này đầu tiên? Chỉ thời gian mới trả lời được.
Việc vận chuyển wafer bị ảnh hưởng nhẹ, nhưng có thể sẽ có những thị trường mới.
Mặc dù việc thúc đẩy tích hợp sâu rộng hơn sẽ ít tác động đến thị trường thiết bị, nhưng nó có thể ảnh hưởng đến lượng hàng xuất xưởng. Mặc dù không nghiêm trọng như nhiều người dự đoán ban đầu, nhưng mỗi kịch bản đều dự báo sự sụt giảm nhu cầu SiC, điều này có thể ảnh hưởng đến các công ty bán dẫn.
Tuy nhiên, điều này có thể làm tăng nguồn cung vật liệu cho các thị trường khác, vốn đã tăng trưởng cùng với thị trường ô tô trong năm năm qua. Ngành ô tô dự đoán tất cả các ngành công nghiệp sẽ tăng trưởng đáng kể trong những năm tới - gần như nhờ chi phí thấp hơn và khả năng tiếp cận vật liệu dễ dàng hơn.
Thông báo của Tesla đã gây chấn động toàn ngành, nhưng khi suy nghĩ kỹ hơn, triển vọng của SiC vẫn rất tích cực. Tesla sẽ đi đâu tiếp theo — và ngành công nghiệp sẽ phản ứng và thích nghi như thế nào? Điều này đáng để chúng ta quan tâm.
Thời gian đăng bài: 27/03/2023