Ang Surge at Outlook ng Silicon Carbide (SiC) Power Device Market

Ang mga power device ng Silicon carbide (SiC) ay gumagamit ng superyor na materyal na semiconductor na kilala bilang SiC, na nag-aalok ng ilang kitang-kitang pakinabang kumpara sa mga kumbensyonal na materyales ng silikon.

Ang mga benepisyo ay nagmumula sa pambihirang teknikal na pagganap nito, tulad ng pagtatrabaho sa ilalim ng mas mataas na temperatura at boltahe, pagbabawas ng pagkonsumo ng enerhiya sa panahon ng paglipat, at pagpapahusay sa pangkalahatang kahusayan ng mga electronic system. Ang mahusay na thermal stability ng SiC ay nagpapahintulot din dito na gumana nang mapagkakatiwalaan sa matinding mga kondisyon, na ginagawa itong angkop para sa mga high-power na application.

Ang mga SiC device ay magkakaiba at may kasamang Bipolar Junction Transistors (BJTs), Field Effect Transistors (FETs), at diodes, lahat ay idinisenyo upang i-maximize ang mga natatanging katangian ng SiC material.

Ang mga SiC device ay lalong ginagamit sa mga sektor gaya ng renewable energy, power electronics, automotive, at telekomunikasyon, na may lumalaking pangangailangan para sa mga solusyon na may mataas na pagganap.Lalo na sa industriya ng automotive, habang ang mga sasakyan ay nagiging mas nakuryente, ang pangangailangan para sa mga SiC device na namamahala sa elektrikal na enerhiya ay tumataas. Halimbawa, ang mga sasakyang nilagyan ng mga electric propulsion system ay nangangailangan ng mga advanced na solusyon sa kuryente para ma-optimize ang driving range at mapalakas ang performance ng sasakyan.

1. Mga Driver ng Paglago ng SiC Market

Ang iba't ibang mga kadahilanan ay nagtutulak sa paglaki ng merkado ng aparato ng kapangyarihan ng silicon carbide. Una, ang pinahusay na kamalayan sa kapaligiran ay nag-uudyok sa mga industriya na maghanap ng mas mahusay na mga solusyon sa enerhiya upang mabawasan ang epekto sa kapaligiran, na ginagawang partikular na kaakit-akit ang mga aparatong SiC na matipid sa enerhiya.

Bukod pa rito, ang pagpapalawak ng industriya ng renewable energy ay nangangailangan ng mas maraming power equipment na mahusay na makakahawak at makakapag-convert ng malaking halaga ng enerhiya, tulad ng mga solar panel cell at wind turbine, na maaaring makabuluhang makinabang mula sa pinahusay na kahusayan ng mga SiC device.

Ang tumataas na katanyagan ng mga de-koryenteng sasakyan ay nagtutulak din sa pangangailangan para sa mga power electronic na bahagi. Sa pamamagitan ng 2030, ang parehong mga de-koryenteng sasakyan at ang SiC market ay inaasahang makakaranas ng malawakang paglago.Iminumungkahi ng kasalukuyang data na ang merkado ng de-kuryenteng sasakyan ay tataas ng isang compound annual growth rate (CAGR) hanggang 2030, na ang dami ng benta ay inaasahang aabot sa 64 milyong mga yunit, apat na beses kaysa noong 2022.

Sa ganitong masiglang kapaligiran sa merkado, ang pagtiyak na ang supply ng mga bahagi ng electric propulsion system ay makakasabay sa mabilis na lumalagong demand para sa mga electric vehicle. Kung ikukumpara sa mga tradisyunal na produkto na nakabatay sa silicon, ang SiC metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFETs) na ginagamit sa mga electric vehicle power system (lalo na sa mga converter), DC-DC converter, at onboard charger ay maaaring mag-alok ng mas mataas na switching frequency.

Ang pagkakaiba sa pagganap na ito ay nag-aambag sa pagtaas ng kahusayan, mas mahabang hanay ng sasakyan, at ang pagbabawas ng pangkalahatang mga gastos sa kapasidad ng baterya at thermal management. Ang mga kalahok sa industriya ng semiconductor, tulad ng mga tagagawa at taga-disenyo, at mga operator ng industriya ng automotiko ay nakikita bilang mga pangunahing puwersa sa pag-agaw ng lumalagong mga pagkakataon sa merkado ng de-kuryenteng sasakyan upang lumikha ng halaga at makakuha ng kalamangan sa kompetisyon, at nahaharap sila sa mga makabuluhang hamon sa panahon ng elektripikasyon.

2.Mga Driver sa Domain ng Electric Vehicle

Sa kasalukuyan, ang pandaigdigang industriya ng silicon carbide device ay kumakatawan sa isang merkado na humigit-kumulang dalawang bilyong US dollars. Sa pamamagitan ng 2030, ang bilang na ito ay inaasahang tataas sa pagitan ng 11 at 14 bilyong US dollars, na may inaasahang CAGR na 26%. Ang sumasabog na paglaki sa mga benta ng de-kuryenteng sasakyan, kasama ang kagustuhan ng inverter nito para sa mga materyal na SiC, ay nagmumungkahi na ang sektor ng de-kuryenteng sasakyan ay kukuha ng 70% ng pangangailangan ng SiC power device sa hinaharap. Ang China, na may matinding gana sa mga de-kuryenteng sasakyan, ay inaasahang magtutulak ng humigit-kumulang 40% ng pangangailangan ng silicon carbide ng industriya ng paggawa ng domestic electric vehicle.

Sa larangan ng mga de-koryenteng sasakyan (EVs), partikular na ang iba't ibang propulsion system, tulad ng Battery Electric Vehicles (BEVs), Hybrid Electric Vehicles (HEVs), o Plug-in Hybrid Electric Vehicles (PHEVs), pati na rin ang boltahe. mga antas ng 400 volts o 800 volts, matukoy ang mga pakinabang at lawak ng aplikasyon ng SiC. Ang mga purong electric vehicle power system na tumatakbo sa 800 volts ay mas malamang na gumamit ng mga SiC-based na inverters dahil sa kanilang pagtugis ng peak efficiency.

Pagsapit ng 2030, inaasahang ang mga purong electric model ay magkakaroon ng 75% ng kabuuang produksiyon ng EV, mula sa 50% noong 2022. Inaasahang sasakupin ng mga HEV at PHEV ang natitirang 25% ng bahagi ng merkado. Sa oras na iyon, ang market penetration rate ng 800-volt power system ay inaasahang lalampas sa 50%, samantalang ang figure na ito ay mas mababa sa 5% noong 2022.

Sa mga tuntunin ng mapagkumpitensyang istraktura ng merkado, ang mga pangunahing manlalaro sa domain ng SiC ay may posibilidad na pabor sa isang patayong pinagsama-samang modelo, isang trend na sinusuportahan ng kasalukuyang konsentrasyon sa merkado.Sa kasalukuyan, humigit-kumulang 60%-65% ng market share ay kinokontrol ng ilang nangungunang kumpanya. Sa pamamagitan ng 2030, ang merkado ng China ay inaasahang mapanatili ang nangungunang posisyon nito sa domain ng supply ng SiC.

3.Mula 6-Inch hanggang 8-Inch Era

Sa kasalukuyan, humigit-kumulang 80% ng mga SiC wafer ng China at higit sa 95% ng mga device ang ibinibigay ng mga banyagang tagagawa. Ang patayong pagsasama-sama mula sa mga wafer patungo sa mga device ay maaaring makamit ang pagtaas ng produksyon ng 5%-10% at pagpapabuti ng margin ng kita na 10%-15%.

Ang kasalukuyang transition ay ang paglipat mula sa paggawa ng 6-inch na wafer hanggang sa paggamit ng 8-inch na wafer. Ang pag-aampon ng materyal na ito ay inaasahang magsisimula sa bandang 2024 o 2025 at inaasahang makakamit ang 50% market penetration rate sa 2030. Inaasahang magsisimula rin ang merkado ng United States ng mass production ng 8-inch na mga wafer sa pagitan ng 2024 at 2025.

Sa kabila ng mas mataas na presyo sa una dahil sa mas mababang dami ng produksyon, inaasahang makakakita ang 8-inch na wafer ng mga pagkakaiba-iba sa mga pangunahing manufacturer sa susunod na dekada, salamat sa mga pagsulong sa mga proseso ng pagmamanupaktura at paggamit ng mga bagong teknolohiya. Dahil dito, ang dami ng produksyon ng 8-pulgada na mga wafer ay inaasahang tataas nang mabilis upang matugunan ang demand sa merkado at kumpetisyon sa presyo, habang nakakamit din ang mga pagtitipid sa gastos sa pamamagitan ng pag-upgrade sa mas malalaking laki ng wafer.

Gayunpaman, sa kabila ng malawak na mga prospect para sa hinaharap ng merkado ng silicon carbide power device, ang landas ng paglago nito ay puno ng mga hamon at pagkakataon. Ang mabilis na paglago ng merkado na ito ay maiugnay sa pandaigdigang diin sa pagpapabuti ng kahusayan ng enerhiya, pag-unlad ng teknolohiya, pagpapahusay sa pagganap ng aplikasyon, at ang pagtaas ng kahalagahan na inilagay sa pagpapanatili ng kapaligiran.

4.Mga Hamon at Oportunidad

Ang paglaki ng trajectory ng SiC ay pinalakas ng patuloy na pagtaas ng demand para sa mga de-kuryenteng sasakyan, na nag-aalok ng maraming pagkakataon sa buong value chain. Ang umuusbong na teknolohiyang ito ay unti-unting binabago ang tanawin ng industriya ng power electronics, na ipinagmamalaki ang mga makabuluhang bentahe sa tradisyonal na mga aparatong nakabatay sa silicon.

Ang mabilis na paglaganap ng mga de-koryenteng sasakyan at ang mahalagang papel ng SiC sa umuusbong na merkado na ito ay lubos na nakaimpluwensya sa lahat ng mga kalahok sa loob ng buong chain ng industriya. Para sa mga entity na ito, ang kanilang pagpoposisyon sa loob ng patuloy na umuusbong na merkado ng SiC ay nangangailangan ng pagsasaalang-alang ng iba't ibang mga kadahilanan. Ang merkado ng semiconductor ngayon ay mas mature, na may mabilis na kakayahang tumugon sa dinamika ng merkado.

Sa ilalim ng mga sitwasyong ito, lahat ng kumpanya sa loob ng industriya ay maaaring makinabang mula sa patuloy na pagsubaybay sa mga pagbabago at nababaluktot na pagsasaayos ng diskarte. Sa kabila ng exponential growth, ang SiC market ay nahaharap pa rin sa mga hamon tulad ng mataas na gastos sa produksyon at mga kumplikadong pagmamanupaktura na naghihigpit sa potensyal nito para sa malakihang aplikasyon. Gayunpaman, ang patuloy na pagbabago at pamumuhunan sa pananaliksik at pagpapaunlad ay nakakatulong sa pagbawas ng gastos at pagtaas ng pamamahagi ng device.

Ang supply chain ay nagpapakita ng isa pang hamon para sa SiC, mula sa supply ng device hanggang sa paggawa ng wafer, at hanggang sa pagsasama ng system. Ang anumang link sa mga yugtong ito ay maaaring, dahil sa mga pagsasaalang-alang sa geopolitical o supply ng seguridad, ay nangangailangan ng muling pagdidisenyo ng mas madaling ibagay na mga diskarte sa pagkuha.

Sa harap ng pagkakataon, sa pagsulong ng mga umuusbong na teknolohiya tulad ng digitization, artificial intelligence, at Internet of Things, patuloy na lumalaki ang pangangailangan ng merkado para sa mas advanced na mga solusyon sa kuryente, na may mahalagang papel na ginagampanan ang mga SiC power device.Ang patuloy na pag-unlad ng teknolohiyang SiC ay magkakaroon ng malawak na impluwensya sa maraming sektor, na humuhubog sa kinabukasan ng industriya ng power electronics. Kasabay nito, ang teknolohikal na pagbabago at pagbabawas ng gastos ay gagawing mas madaling ma-access ang teknolohiya ng SiC, na magbibigay daan para sa mas malawak na aplikasyon nito sa merkado ng electronics.**