在過(guò)去五年中，碳化硅(SiC)市場(chǎng)的增長(cháng)在很大程度上依賴(lài)于特斯拉，特斯拉是第一家在電動(dòng)汽車(chē)中使用該材料的原始設備制造商，也是當今最大的采購商。因此，當它最近宣布已找到一種方法，可以在其未來(lái)的功率模塊中減少75%的SiC使用量時(shí)，整個(gè)行業(yè)都陷入了恐慌，主要廠(chǎng)商的庫存受到了影響。
75%的減產(chǎn)聽(tīng)起來(lái)令人擔憂(yōu)，尤其是在沒(méi)有什么背景的情況下，但這一公告背后有許多潛在的情況——沒(méi)有任何一種情況表明對材料或整個(gè)市場(chǎng)的需求會(huì )急劇減少。
Yole集團及其實(shí)體Yole Intelligence和Yole SystemPlus幫助解讀了特斯拉的聲明，并討論了其與SiC汽車(chē)市場(chǎng)主要趨勢的關(guān)系，例如從材料到設備的過(guò)渡以及對降低成本的需求。
01 更少的設備數量
特斯拉Model 3中的48芯片逆變器基于開(kāi)發(fā)時(shí)（2017年）可用的最具創(chuàng )新性的技術(shù)。然而，隨著(zhù)SiC生態(tài)系統的成熟，有機會(huì )通過(guò)具有更高集成度的更先進(jìn)的系統設計來(lái)擴展 SiC 襯底的性能。雖然單一技術(shù)不太可能將SiC減少75%，但封裝、冷卻（即雙面和液體冷卻）和溝槽器件結構方面的各種進(jìn)步可以實(shí)現更緊湊、性能更好的器件。特斯拉無(wú)疑會(huì )探索這樣的機會(huì )，而75%的數字可能指的是高度集成的逆變器設計，將其使用的die從48個(gè)減少到12個(gè)。但是，如果是這樣的話(huà)，就不等同于這樣一個(gè)正如所建議的那樣，積極減少SiC材料，因為每個(gè)芯片都需要更大的尺寸來(lái)處理更高的功率。
與此同時(shí)，在2023-2024年發(fā)布800V汽車(chē)的其他OEM仍將依賴(lài)SiC，這是該領(lǐng)域高功率和高額定電壓設備的最佳候選者。因此，OEM的SiC滲透率可能不會(huì )受到短期影響。
這種情況突出了SiC汽車(chē)市場(chǎng)的重點(diǎn)從原材料到設備和系統集成的轉變。功率模塊現在在改善整體成本和性能方面起著(zhù)至關(guān)重要的作用，SiC領(lǐng)域的所有主要參與者都擁有功率模塊業(yè)務(wù)，并擁有自己的內部封裝能力——包括onsemi、STMicroelectronics和Infineon。Wolfspeed 現在正從原材料擴展到設備市場(chǎng)。
02 功率需求較低的小型車(chē)輛
特斯拉一直致力于開(kāi)發(fā)一款新的入門(mén)級汽車(chē)，以使其車(chē)輛更易于使用。Model 2或Model Q將比其現有車(chē)輛更便宜、更緊湊，而功能較少的小型汽車(chē)將不需要那么多的SiC內容來(lái)為其提供動(dòng)力。然而，其現有模型很可能會(huì )保持相同的設計，并且總體上仍需要大量SiC。
盡管SiC具有所有優(yōu)點(diǎn)，但它是一種昂貴的材料，許多原始設備制造商都表示希望降低成本。既然該領(lǐng)域最大的OEM廠(chǎng)商特斯拉已經(jīng)對價(jià)格發(fā)表評論，這可能會(huì )給IDM施加壓力以降低成本。特斯拉的公告是否可以成為推動(dòng)更具成本競爭力的解決方案的戰略？看看該行業(yè)在未來(lái)幾周/幾個(gè)月內的反應將很有趣……
IDM正在使用不同的策略來(lái)降低成本，例如通過(guò)從不同供應商處采購襯底、通過(guò)增加產(chǎn)能以擴大產(chǎn)量以及轉向更大直徑的晶圓（6英寸和 8英寸）。壓力的增加很可能會(huì )加速該領(lǐng)域整個(gè)供應鏈參與者的學(xué)習曲線(xiàn)。此外，成本的上升可能使SiC不僅對其他汽車(chē)制造商而且對其他應用來(lái)說(shuō)更實(shí)惠，這可能會(huì )進(jìn)一步推動(dòng)其采用。
03 用其他材料替代碳化硅
Yole Intelligence的分析師正密切關(guān)注可在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域與SiC競爭的其他技術(shù)。例如，溝槽SiC提供更高的功率密度——我們會(huì )在未來(lái)看到它取代平面SiC嗎？
到2023年，Si IGBT將用于EV逆變器，并且在容量和成本方面在行業(yè)內處于有利地位。制造商仍在提高性能，這種基板可能會(huì )顯示出情景二中提到的低功耗模型的潛力，它可以更容易地進(jìn)行大批量放大?；蛟SSiC會(huì )留給特斯拉更先進(jìn)、功率更大的汽車(chē)。
硅基氮化鎵在汽車(chē)市場(chǎng)中顯示出巨大的潛力，但分析師認為這是一個(gè)長(cháng)期的考慮（在傳統世界的逆變器中超過(guò)5年）。雖然業(yè)界圍繞GaN進(jìn)行了一些討論，但特斯拉對降低成本和大批量放大的需求使其在未來(lái)不太可能轉向比SiC更新得多且成熟度低得多的材料。但是，特斯拉能否采取大膽舉措，率先采用這種創(chuàng )新材料？只有時(shí)間會(huì )給出答案。
▌晶圓出貨量略有影響，但可能有新市場(chǎng)
雖然推動(dòng)更高集成度對設備市場(chǎng)的影響微乎其微，但可能會(huì )對晶圓出貨量產(chǎn)生影響。盡管不像許多人最初想象的那樣戲劇性，但每種情況都預測 SiC 需求下降，這可能會(huì )影響半導體公司。
然而，這可能會(huì )增加對過(guò)去五年與汽車(chē)市場(chǎng)一起增長(cháng)的其他市場(chǎng)的材料供應。汽車(chē)市場(chǎng)過(guò)去和現在都是SiC的主要驅動(dòng)力，并將在未來(lái)保持其巨大的市場(chǎng)份額（Yole Intelligence預測該行業(yè)到8年將達到2028億美元），但工業(yè)、能源（由可再生能源驅動(dòng)）和運輸（高壓）行業(yè)預計將在未來(lái)幾年內大幅增長(cháng)——這幾乎得益于成本降低和材料供應渠道的增加。
特斯拉的聲明在整個(gè)行業(yè)引起了轟動(dòng)，但進(jìn)一步反思，SiC的前景仍然非常樂(lè )觀(guān)。特斯拉接下來(lái)會(huì )朝哪個(gè)方向發(fā)展——行業(yè)將如何反應和適應？這會(huì )值得我們關(guān)注。
來(lái)源：yolegroup