在過(guò)去五年中，碳化硅(SiC)市場(chǎng)的增長(zhǎng)在很大程度上依賴于特斯拉，特斯拉是第一家在電動(dòng)汽車(chē)中使用該材料的原始設(shè)備制造商，也是當(dāng)今最大的采購(gòu)商。因此，當(dāng)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，主要廠商的庫(kù)存受到了影響。
75%的減產(chǎn)聽(tīng)起來(lái)令人擔(dān)憂，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(duì)材料或整個(gè)市場(chǎng)的需求會(huì)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(chē)市場(chǎng)主要趨勢(shì)的關(guān)系，例如從材料到設(shè)備的過(guò)渡以及對(duì)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(kāi)發(fā)時(shí)（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(huì)通過(guò)具有更高集成度的更先進(jìn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)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(wú)疑會(huì)探索這樣的機(jī)會(huì)，而75%的數(shù)字可能指的是高度集成的逆變器設(shè)計(jì)，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，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?yàn)槊總€(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(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(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(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(jí)汽車(chē)，以使其車(chē)輛更易于使用。Model 2或Model Q將比其現(xiàn)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(nèi)容來(lái)為其提供動(dòng)力。然而，其現(xiàn)有模型很可能會(huì)保持相同的設(shè)計(jì)，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(duì)價(jià)格發(fā)表評(píng)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(jìng)爭(zhēng)力的解決方案的戰(zhàn)略？看看該行業(yè)在未來(lái)幾周/幾個(gè)月內(nèi)的反應(yīng)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(yīng)商處采購(gòu)襯底、通過(guò)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(huì)加速該領(lǐng)域整個(gè)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(duì)其他汽車(chē)制造商而且對(duì)其他應(yīng)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(jìng)爭(zhēng)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(nèi)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。或許SiC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(rèn)為這是一個(gè)長(zhǎng)期的考慮（在傳統(tǒng)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(duì)降低成本和大批量放大的需求使其在未來(lái)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(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(duì)設(shè)備市場(chǎng)的影響微乎其微，但可能會(huì)對(duì)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(cè) SiC 需求下降，這可能會(huì)影響半導(dǎo)體公司。
然而，這可能會(huì)增加對(duì)過(guò)去五年與汽車(chē)市場(chǎng)一起增長(zhǎng)的其他市場(chǎng)的材料供應(yīng)。汽車(chē)市場(chǎng)過(guò)去和現(xiàn)在都是SiC的主要驅(qū)動(dòng)力，并將在未來(lái)保持其巨大的市場(chǎng)份額（Yole Intelligence預(yù)測(cè)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(dòng)）和運(yùn)輸（高壓）行業(yè)預(yù)計(jì)將在未來(lái)幾年內(nèi)大幅增長(zhǎng)——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(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。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(yīng)和適應(yīng)？這會(huì)值得我們關(guān)注。
來(lái)源：yolegroup