特斯拉減少75%的SiC用量方案分析-Yole

在過去五年中，碳化硅 (SiC) 市場的增長在很大程度上依賴於特斯拉，特斯拉是第一家在量產電動汽車主驅動中使用SiC器件的OEM，也是當今最大的採購商。因此，當它最近宣佈已找到一種方法，可以在其未來減少75%的 SiC 使用量時，整個行業都陷入了恐慌，主要廠商的庫存受到了影響。75% 的減量聽起來令人擔憂，尤其是在沒有什麼背景信息的情況下，但這一公告背后有許多潛在的情況——但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 Group及其實體 Yole Intelligence 和 Yole SystemPlus 幫助解讀特斯拉的聲明，並討論其與 SiC 汽車市場主要趨勢的關係，例如從材料到器件的過渡以及降低成本的需求。

此分析基於 Yole Group 的以下產品：Power SiC–電動汽車電力電子– Power SiC/GaN CS Market Monitor – Automotive Teardown Track

請參閱下文Yole Intelligence 分析師 Yu Yang、Poshun Chiu 和 Ezgi Dogmus的分析。

方案一：更少的器件數量

特斯拉 Model 3 中的 48 芯片逆變器基於開發時（2017 年）可用的最具創新性的技術。然而，隨着 SiC 生態系統的成熟，有機會通過具有更高集成度更先進的系統設計來擴展 SiC 器件的性能。雖然單一技術不太可能將 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步可以實現更緊湊、性能更好的器件。特斯拉無疑會探索這樣的機會，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 個減少到 12 個。但是，如果是這樣的話，就不等同於真正的減少 SiC 材料，因為每個器件的面積肯定是要增加的。

同時，在 2023-24 年發佈 800V 汽車的其他 OEM 仍將依賴 SiC，這是該領域高功率和高額定電壓設備的最佳候選者。因此，OEM 的 SiC 滲透率可能不會受到短期影響。

這種情況突出了SiC汽車市場的重點從襯底到器件和系統集成的轉變。功率模塊現在在改善整體成本和性能方面起着至關重要的作用，SiC 領域的所有主要參與者都擁有功率模塊業務，並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器件以及封裝市場。

方案二：小車所以需要的功率低

特斯拉一直致力於開發一款新的入門級汽車，以使其車輛更易於使用。Model 2 或 Model Q 將比其現有車輛更便宜、更緊湊，而功能較小的小型汽車將不需要那麼多的 SiC來為其提供動力。然而，其現有車型很可能會繼續保持相同的設計，並且總體上仍需要大量 SiC。

儘管 SiC 具有所有優點，但它是一種昂貴的材料，許多OEM都表示希望降低成本。既然該領域最大的 OEM 廠商特斯拉已經對價格發表評論，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略？看看該行業在未來幾周/幾個月內的反應將很有趣 ……

IDM 正在使用不同的策略來降低成本，例如通過從不同供應商處採購襯底、通過增加產能以擴大產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加速該領域整個供應鏈參與者的學習曲線。此外，成本的下降可能使 SiC不僅對其他汽車製造商而且對其他應用來説更實惠，這可能會進一步推動其採用。

方案三：用其他材料替代SiC

Yole Intelligence 的分析師正密切關注可在電動汽車領域與 SiC 競爭的其他技術。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？

當前的2023 年，Si IGBT 依舊大量應用於EV 逆變器，並且在產能和成本方面在行業內處於優勢地位。製造商仍在提高性能，這種基於Si襯底的器件方案會呈現出方案二中提到的低功率車型的潛力，它可以更容易地進行大批量生產。或許 SiC會留給特斯拉更先進、功率更大的車型。

GaN-on-Si 在汽車市場中顯示出巨大的潛力，但分析師認為這是一個長期的考慮（在傳統的逆變器設計方案下，超過 5 年）。雖然業界圍繞 GaN 進行了一些討論，但特斯拉對降低成本和大批量生產的需求使其在未來不太可能轉向比 SiC 更新，成熟度低一些的材料。但是，特斯拉能否採取大膽舉措，率先採用這種創新材料？只有時間會給出答案。

晶圓出貨略有影響，

雖然推動更高集成度對器件市場的影響微乎其微，但可能會對晶圓出貨量產生影響。儘管可能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，這可能會影響半導體公司。

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SiC的供應。汽汽車行業在過去和將來都是SiC應用的主要驅動力以及保持較高的市場使用率。但工業、新能源和交通行業預計在未來幾年內都將顯著增長——這幾乎都將得益於成本降低和更容易獲得的器件供應。

特斯拉的聲明在整個行業引起了轟動，但進一步反思，SiC 的前景仍然非常樂觀。特斯拉接下來會朝哪個方向發展——行業將如何反應和適應。

來源：IGBT應用