在過去五年中，碳化硅(SiC)市場的增長在很大程度上依賴于特斯拉，特斯拉是第一家在電動汽車中使用該材料的原始設(shè)備制造商，也是當(dāng)今最大的采購商。因此，當(dāng)它最近宣布已找到一種方法，可以在其未來的功率模塊中減少75%的SiC使用量時，整個行業(yè)都陷入了恐慌，主要廠商的庫存受到了影響。
75%的減產(chǎn)聽起來令人擔(dān)憂，尤其是在沒有什么背景的情況下，但這一公告背后有許多潛在的情況——沒有任何一種情況表明對材料或整個市場的需求會急劇減少。
Yole集團(tuán)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汽車市場主要趨勢的關(guān)系，例如從材料到設(shè)備的過渡以及對降低成本的需求。
01 更少的設(shè)備數(shù)量
特斯拉Model 3中的48芯片逆變器基于開發(fā)時（2017年）可用的最具創(chuàng)新性的技術(shù)。然而，隨著SiC生態(tài)系統(tǒng)的成熟，有機(jī)會通過具有更高集成度的更先進(jìn)的系統(tǒng)設(shè)計來擴(kuò)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(jié)構(gòu)方面的各種進(jìn)步可以實(shí)現(xiàn)更緊湊、性能更好的器件。特斯拉無疑會探索這樣的機(jī)會，而75%的數(shù)字可能指的是高度集成的逆變器設(shè)計，將其使用的die從48個減少到12個。但是，如果是這樣的話，就不等同于這樣一個正如所建議的那樣，積極減少SiC材料，因為每個芯片都需要更大的尺寸來處理更高的功率。
與此同時，在2023-2024年發(fā)布800V汽車的其他OEM仍將依賴SiC，這是該領(lǐng)域高功率和高額定電壓設(shè)備的最佳候選者。因此，OEM的SiC滲透率可能不會受到短期影響。
這種情況突出了SiC汽車市場的重點(diǎn)從原材料到設(shè)備和系統(tǒng)集成的轉(zhuǎn)變。功率模塊現(xiàn)在在改善整體成本和性能方面起著至關(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(nèi)部封裝能力——包括onsemi、STMicroelectronics和Infineon。Wolfspeed 現(xiàn)在正從原材料擴(kuò)展到設(shè)備市場。
02 功率需求較低的小型車輛
特斯拉一直致力于開發(fā)一款新的入門級汽車，以使其車輛更易于使用。Model 2或Model Q將比其現(xiàn)有車輛更便宜、更緊湊，而功能較少的小型汽車將不需要那么多的SiC內(nèi)容來為其提供動力。然而，其現(xiàn)有模型很可能會保持相同的設(shè)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(shè)備制造商都表示希望降低成本。既然該領(lǐng)域最大的OEM廠商特斯拉已經(jīng)對價格發(fā)表評論，這可能會給IDM施加壓力以降低成本。特斯拉的公告是否可以成為推動更具成本競爭力的解決方案的戰(zhàn)略？看看該行業(yè)在未來幾周/幾個月內(nèi)的反應(yīng)將很有趣……
IDM正在使用不同的策略來降低成本，例如通過從不同供應(yīng)商處采購襯底、通過增加產(chǎn)能以擴(kuò)大產(chǎn)量以及轉(zhuǎn)向更大直徑的晶圓（6英寸和 8英寸）。壓力的增加很可能會加速該領(lǐng)域整個供應(yīng)鏈參與者的學(xué)習(xí)曲線。此外，成本的上升可能使SiC不僅對其他汽車制造商而且對其他應(yīng)用來說更實(shí)惠，這可能會進(jìn)一步推動其采用。
03 用其他材料替代碳化硅
Yole Intelligence的分析師正密切關(guān)注可在電動汽車領(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——我們會在未來看到它取代平面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(nèi)處于有利地位。制造商仍在提高性能，這種基板可能會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。或許SiC會留給特斯拉更先進(jìn)、功率更大的汽車。
硅基氮化鎵在汽車市場中顯示出巨大的潛力，但分析師認(rèn)為這是一個長期的考慮（在傳統(tǒng)世界的逆變器中超過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不太可能轉(zhuǎn)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？只有時間會給出答案。
▌晶圓出貨量略有影響，但可能有新市場
雖然推動更高集成度對設(shè)備市場的影響微乎其微，但可能會對晶圓出貨量產(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(yù)測 SiC 需求下降，這可能會影響半導(dǎo)體公司。
然而，這可能會增加對過去五年與汽車市場一起增長的其他市場的材料供應(yīng)。汽車市場過去和現(xiàn)在都是SiC的主要驅(qū)動力，并將在未來保持其巨大的市場份額（Yole Intelligence預(yù)測該行業(yè)到8年將達(dá)到2028億美元），但工業(yè)、能源（由可再生能源驅(qū)動）和運(yùn)輸（高壓）行業(yè)預(yù)計將在未來幾年內(nèi)大幅增長——這幾乎得益于成本降低和材料供應(yīng)渠道的增加。
特斯拉的聲明在整個行業(yè)引起了轟動，但進(jìn)一步反思，SiC的前景仍然非常樂觀。特斯拉接下來會朝哪個方向發(fā)展——行業(yè)將如何反應(yīng)和適應(yīng)？這會值得我們關(guān)注。
來源：yolegroup