Økningen og utsiktene til markedet for kraftenheter for silisiumkarbid (SiC).

Silisiumkarbid (SiC) kraftenheter utnytter et overlegent halvledermateriale kjent som SiC, som gir flere fremtredende fordeler sammenlignet med konvensjonelle silisiummaterialer.

Fordelene stammer fra dens banebrytende tekniske ytelse, som å arbeide under høyere temperaturer og spenning, redusere energiforbruket under bytte og forbedre den generelle effektiviteten til elektroniske systemer. Den utmerkede termiske stabiliteten til SiC gjør at den også kan fungere pålitelig under ekstreme forhold, noe som gjør den godt egnet for bruk med høy effekt.

SiC-enheter er forskjellige og inkluderer bipolare koblingstransistorer (BJT), felteffekttransistorer (FET) og dioder, alle designet for å maksimere de unike egenskapene til SiC-materiale.

SiC-enheter brukes i økende grad i sektorer som fornybar energi, kraftelektronikk, bilindustri og telekommunikasjon, med en økende etterspørsel etter høyytelsesløsninger.Spesielt i bilindustrien, etter hvert som kjøretøy blir mer elektrifisert, øker behovet for SiC-enheter som håndterer elektrisk energi. For eksempel krever kjøretøyer utstyrt med elektriske fremdriftssystemer avanserte kraftløsninger for å optimere rekkevidden og øke kjøretøyytelsen.

1. SiC Market Growth Drivers

Ulike faktorer driver veksten til markedet for kraftenheter for silisiumkarbid. For det første får økt miljøbevissthet industrien til å søke mer effektive energiløsninger for å minimere miljøpåvirkningen, noe som gjør energieffektive SiC-enheter spesielt attraktive.

I tillegg krever utvidelsen av den fornybare energiindustrien mer kraftutstyr som effektivt kan håndtere og konvertere store mengder energi, slik som solcellepanelceller og vindturbiner, som kan dra betydelig nytte av den forbedrede effektiviteten til SiC-enheter.

Den økende populariteten til elektriske kjøretøy driver også etterspørselen etter kraftelektroniske komponenter. Innen 2030 forventes både elbiler og SiC-markedet å oppleve omfattende vekst.Aktuelle data tyder på at elbilmarkedet vil skyte i været med en sammensatt årlig vekstrate (CAGR) frem til 2030, med salgsvolumet som forventes å nå 64 millioner enheter, fire ganger så mye som i 2022.

I et så levende markedsmiljø er det avgjørende å sikre at forsyningen av komponenter til elektriske fremdriftssystem kan holde tritt med den raskt voksende etterspørselen etter elektriske kjøretøy. Sammenlignet med tradisjonelle silisiumbaserte produkter, kan SiC-metalloksid-halvlederfelteffekttransistorer (MOSFET-er) som brukes i kraftsystemer for elektriske kjøretøy (spesielt omformere), DC-DC-omformere og innebygde ladere tilby høyere byttefrekvenser.

Denne ytelsesforskjellen bidrar til økt effektivitet, lengre kjøretøyrekkevidde og reduksjon av de totale kostnadene i batterikapasitet og termisk styring. Deltakere i halvlederindustrien, som produsenter og designere, og bilindustrioperatører blir sett på som nøkkelkrefter i å gripe de økende mulighetene i elbilmarkedet for å skape verdier og få et konkurransefortrinn, og de står overfor betydelige utfordringer i elektrifiseringens tid.

2.Sjåfører i domenet for elektriske kjøretøy

For tiden representerer den globale industrien for silisiumkarbidenheter et marked på omtrent to milliarder amerikanske dollar. Innen 2030 forventes dette tallet å øke til mellom 11 og 14 milliarder amerikanske dollar, med en forventet CAGR på 26 %. Den eksplosive veksten i salg av elektriske kjøretøy, kombinert med inverterens preferanse for SiC-materialer, antyder at elbilsektoren vil absorbere 70 % av etterspørselen etter SiC-kraftenheter i fremtiden. Kina, med sin sterke appetitt på elektriske kjøretøy, forventes å drive rundt 40 % av den innenlandske elbilindustriens etterspørsel etter silisiumkarbid.

Spesielt innen elektriske kjøretøyer (EV-er), variasjonen av fremdriftssystemer, slik som batterielektriske kjøretøy (BEV), hybridelektriske kjøretøy (HEV) eller plug-in hybride elektriske kjøretøy (PHEV), samt spenningen nivåer på 400 volt eller 800 volt, bestemme fordelene og omfanget av SiC-påføring. Kraftsystemer for rene elektriske kjøretøy som opererer på 800 volt er mer sannsynlig å ta i bruk SiC-baserte vekselrettere på grunn av deres jakt på maksimal effektivitet.

Innen 2030 er det forventet at rene elektriske modeller vil stå for 75 % av den totale elbilproduksjonen, opp fra 50 % i 2022. HEV-er og PHEV-er forventes å okkupere de resterende 25% av markedsandelen. På det tidspunktet anslås markedspenetrasjonsraten for 800-volts kraftsystemer å overstige 50 %, mens dette tallet var mindre enn 5 % i 2022.

Når det gjelder konkurransedyktig markedsstruktur, har nøkkelaktører i SiC-domenet en tendens til å favorisere en vertikalt integrert modell, en trend som støttes av dagens markedskonsentrasjon.For tiden kontrolleres omtrent 60–65 % av markedsandelen av noen få ledende selskaper. Innen 2030 forventes det kinesiske markedet å opprettholde sin ledende posisjon innen SiC-forsyningsdomenet.

3.Fra 6-tommers til 8-tommers æra

For tiden er omtrent 80 % av Kinas SiC-skiver og over 95 % av enhetene levert av utenlandske produsenter. Vertikal integrasjon fra wafere til enheter kan oppnå en produksjonsøkning på 5%-10% og en fortjenestemarginforbedring på 10%-15%.

Den nåværende overgangen er skiftet fra å produsere 6-tommers wafere til å bruke 8-tommers wafere. Innføringen av dette materialet forventes å starte rundt 2024 eller 2025 og forventes å oppnå en markedspenetrasjonsrate på 50 % innen 2030. Det amerikanske markedet forventes også å starte masseproduksjon av 8-tommers wafere mellom 2024 og 2025.

Til tross for i utgangspunktet høyere priser på grunn av lavere produksjonsvolum, forventes 8-tommers wafere å se mindre forskjeller blant store produsenter i løpet av det neste tiåret, takket være fremskritt i produksjonsprosesser og innføring av ny teknologi. Følgelig anslås produksjonsvolumene til 8-tommers wafere å øke raskt for å møte markedets etterspørsel og priskonkurranse, samtidig som kostnadsbesparelser oppnås gjennom oppgraderingen til større waferstørrelser.

Til tross for de brede utsiktene for fremtiden til markedet for kraftenheter for silisiumkarbid, er vekstbanen fylt med utfordringer og muligheter. Den raske veksten i dette markedet kan tilskrives den globale vektleggingen av å forbedre energieffektiviteten, teknologisk fremgang, forbedring av applikasjonsytelsen og den økende betydningen som legges på miljømessig bærekraft.

4.Utfordringer og muligheter

Vekstbanen til SiC er drevet av den kontinuerlige økningen i etterspørselen etter elektriske kjøretøy, og tilbyr et vell av muligheter gjennom hele verdikjeden. Denne nye teknologien omformer gradvis landskapet til kraftelektronikkindustrien, og kan skilte med betydelige fordeler i forhold til tradisjonelle silisiumbaserte enheter.

Den raske spredningen av elektriske kjøretøy og den avgjørende rollen til SiC i dette spirende markedet har sterkt påvirket alle deltakere i hele industrikjeden. For disse enhetene krever deres posisjonering i det stadig utviklende SiC-markedet en vurdering av ulike faktorer. Dagens halvledermarked er mer modent, med en rask responskapasitet på markedsdynamikk.

Under disse omstendighetene kan alle bedrifter i bransjen dra nytte av kontinuerlig overvåking av endringer og fleksible strategijusteringer. Til tross for den eksponentielle veksten, står SiC-markedet fortsatt overfor utfordringer som høye produksjonskostnader og produksjonskompleksiteter som begrenser potensialet for storskala anvendelse. Pågående innovasjon og investering i forskning og utvikling bidrar imidlertid til kostnadsreduksjon og økt enhetsdistribusjon.

Forsyningskjeden byr på en annen utfordring for SiC, fra enhetsforsyning til waferproduksjon, og til systemintegrasjon. Enhver kobling i disse stadiene kan, på grunn av geopolitiske eller forsyningssikkerhetshensyn, nødvendiggjøre redesign av mer tilpasningsdyktige anskaffelsesstrategier.

På mulighetsfronten, med utviklingen av nye teknologier som digitalisering, kunstig intelligens og tingenes internett, øker markedets etterspørsel etter mer avanserte kraftløsninger kontinuerlig, med SiC-kraftenheter som spiller en sentral rolle.Den kontinuerlige utviklingen av SiC-teknologi vil ha bred innflytelse på tvers av flere sektorer, og forme fremtiden til kraftelektronikkindustrien. Samtidig vil teknologisk innovasjon og kostnadsreduksjon gjøre SiC-teknologien mer tilgjengelig, og baner vei for dens bredere anvendelse i elektronikkmarkedet.**