Creșterea și perspectiva pieței dispozitivelor de alimentare cu carbură de siliciu (SiC).

Dispozitivele de putere cu carbură de siliciu (SiC) folosesc un material semiconductor superior cunoscut sub numele de SiC, care oferă câteva avantaje proeminente în comparație cu materialele convenționale din siliciu.

Beneficiile provin din performanța sa tehnică revoluționară, cum ar fi lucrul la temperaturi și tensiuni mai ridicate, reducerea consumului de energie în timpul comutării și îmbunătățirea eficienței generale a sistemelor electronice. Stabilitatea termică excelentă a SiC îi permite, de asemenea, să funcționeze fiabil în condiții extreme, făcându-l bine potrivit pentru aplicații de mare putere.

Dispozitivele SiC sunt diverse și includ tranzistori cu joncțiune bipolară (BJT), tranzistori cu efect de câmp (FET) și diode, toate concepute pentru a maximiza caracteristicile unice ale materialului SiC.

Dispozitivele SiC sunt din ce în ce mai aplicate în sectoare precum energia regenerabilă, electronica de putere, automobile și telecomunicații, cu o cerere în creștere pentru soluții de înaltă performanță.În special în industria auto, pe măsură ce vehiculele devin mai electrificate, nevoia de dispozitive SiC care gestionează energia electrică este în creștere. De exemplu, vehiculele echipate cu sisteme de propulsie electrică necesită soluții avansate de putere pentru a optimiza intervalele de rulare și pentru a crește performanța vehiculului.

1. Motoarele de creștere a pieței SiC

Diferiți factori conduc la creșterea pieței dispozitivelor de putere cu carbură de siliciu. În primul rând, o conștientizare sporită a mediului determină industriile să caute soluții energetice mai eficiente pentru a minimiza impactul asupra mediului, făcând dispozitivele SiC eficiente din punct de vedere energetic deosebit de atractive.

În plus, extinderea industriei energiei regenerabile necesită mai multe echipamente de putere care pot gestiona și converti eficient cantități mari de energie, cum ar fi celulele cu panouri solare și turbinele eoliene, care ar putea beneficia semnificativ de eficiența îmbunătățită a dispozitivelor SiC.

Popularitatea în creștere a vehiculelor electrice determină și cererea de componente electronice de putere. Până în 2030, se estimează că atât vehiculele electrice, cât și piața SiC vor experimenta o creștere pe scară largă.Datele actuale sugerează că piața vehiculelor electrice va crește vertiginos cu o rată de creștere anuală compusă (CAGR) până în 2030, volumul vânzărilor estimat să ajungă la 64 de milioane de unități, de patru ori mai mare decât în ​​2022..

Într-un mediu de piață atât de vibrant, asigurarea furnizării de componente ale sistemului de propulsie electrică poate ține pasul cu cererea în creștere rapidă pentru vehicule electrice este crucială. În comparație cu produsele tradiționale pe bază de siliciu, tranzistoarele cu efect de câmp (MOSFET) SiC cu oxid de metal și semiconductor, utilizate în sistemele de alimentare ale vehiculelor electrice (în special convertoare), convertoarele DC-DC și încărcătoarele de bord pot oferi frecvențe de comutare mai mari.

Această diferență de performanță contribuie la creșterea eficienței, la o autonomie mai lungă a vehiculului și la reducerea costurilor totale legate de capacitatea bateriei și managementul termic. Participanții din industria semiconductoarelor, cum ar fi producătorii și designerii, precum și operatorii din industria auto, sunt văzuți ca forțe cheie în profitarea oportunităților tot mai mari de pe piața vehiculelor electrice pentru a crea valoare și a câștiga un avantaj competitiv și se confruntă cu provocări semnificative în era electrificării.

2.Șoferi din domeniul vehiculelor electrice

În prezent, industria globală a dispozitivelor cu carbură de siliciu reprezintă o piață de aproximativ două miliarde de dolari SUA. Până în 2030, această cifră este de așteptat să crească la între 11 și 14 miliarde de dolari SUA, cu un CAGR estimat de 26%. Creșterea explozivă a vânzărilor de vehicule electrice, împreună cu preferința invertorului său pentru materialele SiC, sugerează că sectorul vehiculelor electrice va absorbi 70% din cererea de dispozitive de putere SiC în viitor. China, cu apetitul său puternic pentru vehicule electrice, este de așteptat să conducă aproximativ 40% din cererea de carbură de siliciu a industriei interne de fabricare a vehiculelor electrice.

În domeniul vehiculelor electrice (EV), în special, varietatea de sisteme de propulsie, cum ar fi vehiculele electrice cu baterie (BEV), vehiculele electrice hibride (HEV) sau vehiculele electrice hibride cu plug-in (PHEV), precum și tensiunea. niveluri de 400 volți sau 800 volți, determină avantajele și amploarea aplicării SiC. Sistemele de alimentare pur electrice pentru vehicule care funcționează la 800 de volți sunt mai susceptibile de a adopta invertoare pe bază de SiC datorită urmăririi eficienței de vârf.

Până în 2030, se anticipează că modelele pur electrice vor reprezenta 75% din producția totală de vehicule electrice, în creștere de la 50% în 2022.. Se așteaptă ca HEV-urile și PHEV-urile să ocupe restul de 25% din cota de piață. La acel moment, rata de penetrare pe piață a sistemelor de alimentare de 800 de volți este estimată să depășească 50%, în timp ce această cifră era mai mică de 5% în 2022.

În ceea ce privește structura competitivă a pieței, jucătorii cheie din domeniul SiC tind să favorizeze un model integrat vertical, tendință susținută de concentrarea actuală a pieței.În prezent, aproximativ 60%-65% din cota de piață este controlată de câteva companii lider. Până în 2030, se așteaptă ca piața chineză să își mențină poziția de lider în domeniul furnizării de SiC.

3.De la 6-inch la 8-inch Era

În prezent, aproximativ 80% din napolitanele SiC din China și peste 95% dintre dispozitive sunt furnizate de producători străini. Integrarea verticală de la wafer-uri la dispozitive poate obține o creștere a producției de 5%-10% și o îmbunătățire a marjei de profit de 10%-15%.

Tranziția actuală este trecerea de la fabricarea de napolitane de 6 inchi la utilizarea napolitanelor de 8 inchi. Se anticipează că adoptarea acestui material va începe în jurul anului 2024 sau 2025 și se preconizează că va atinge o rată de penetrare a pieței de 50% până în 2030. De asemenea, se preconizează că piața din Statele Unite va începe producția de masă de napolitane de 8 inchi între 2024 și 2025.

În ciuda prețurilor inițial mai mari din cauza volumelor de producție mai scăzute, se așteaptă ca napolitanele de 8 inchi să înregistreze diferențe reduse între producătorii importanți în următorul deceniu, datorită progreselor în procesele de fabricație și adoptării noilor tehnologii. În consecință, se preconizează că volumele de producție de napolitane de 8 inchi vor crește rapid pentru a satisface cererea de pe piață și concurența prețurilor, obținând totodată economii de costuri prin trecerea la dimensiuni mai mari ale plachetelor.

Cu toate acestea, în ciuda perspectivelor largi pentru viitorul pieței dispozitivelor de alimentare cu carbură de siliciu, calea sa de creștere este plină de provocări și oportunități. Creșterea rapidă a acestei piețe este atribuită accentului global pus pe îmbunătățirea eficienței energetice, progresului tehnologic, îmbunătățirea performanței aplicațiilor și importanței tot mai mari acordate durabilității mediului.

4.Provocări și oportunități

Traiectoria de creștere a SiC este alimentată de creșterea continuă a cererii de vehicule electrice, oferind o mulțime de oportunități de-a lungul întregului lanț valoric. Această tehnologie în curs de dezvoltare remodelează treptat peisajul industriei electronice de putere, oferind avantaje semnificative față de dispozitivele tradiționale pe bază de siliciu.

Proliferarea rapidă a vehiculelor electrice și rolul crucial al SiC pe această piață în plină dezvoltare au influențat profund toți participanții din întreg lanțul industrial. Pentru aceste entități, poziționarea lor pe piața SiC în continuă evoluție necesită luarea în considerare a diverșilor factori. Piața de semiconductori de astăzi este mai matură, cu o capacitate de răspuns rapid la dinamica pieței.

În aceste circumstanțe, toate firmele din industrie pot beneficia de monitorizarea continuă a schimbărilor și ajustările flexibile ale strategiei. În ciuda creșterii exponențiale, piața SiC se confruntă în continuare cu provocări, cum ar fi costuri ridicate de producție și complexități de producție care îi limitează potențialul de aplicare la scară largă. Cu toate acestea, inovația și investițiile continue în cercetare și dezvoltare contribuie la reducerea costurilor și la creșterea distribuției dispozitivelor.

Lanțul de aprovizionare prezintă o altă provocare pentru SiC, de la furnizarea de dispozitive la producția de plachete și la integrarea sistemului. Orice legătură în aceste etape ar putea, din cauza unor considerente geopolitice sau de securitate a aprovizionării, să necesite reproiectarea unor strategii de achiziții mai adaptabile.

În ceea ce privește oportunitățile, odată cu progresul tehnologiilor emergente, cum ar fi digitizarea, inteligența artificială și internetul obiectelor, cererea de pe piață pentru soluții de alimentare mai avansate este în continuă creștere, dispozitivele de alimentare SiC jucând un rol esențial.Progresul continuă a tehnologiei SiC va exercita o influență pe scară largă în mai multe sectoare, modelând viitorul industriei electronice de putere. Simultan, inovația tehnologică și reducerea costurilor vor face tehnologia SiC mai accesibilă, deschizând calea pentru aplicarea sa mai largă pe piața electronică..**