Piikarbidin (SiC) teholaitemarkkinoiden nousu ja näkymät

Piikarbidi (SiC) -teholaitteet hyödyntävät ylivoimaista puolijohdemateriaalia, joka tunnetaan nimellä SiC, joka tarjoaa useita merkittäviä etuja verrattuna perinteisiin piimateriaaleihin.

Edut johtuvat sen läpimurtotekniikasta, kuten työskentelystä korkeammissa lämpötiloissa ja jännitteissä, energiankulutuksen pienentämisessä kytkennän aikana ja elektronisten järjestelmien yleisen tehokkuuden parantamiseen. SiC:n erinomainen lämmönkestävyys mahdollistaa sen myös luotettavan toiminnan äärimmäisissä olosuhteissa, joten se sopii hyvin suuritehoisiin sovelluksiin.

SiC-laitteet ovat erilaisia ​​ja sisältävät Bipolar Junction Transistorit (BJT), Field Effect Transistorit (FET) ja diodit, jotka kaikki on suunniteltu maksimoimaan piikarbidimateriaalin ainutlaatuiset ominaisuudet.

SiC-laitteita käytetään yhä enemmän sellaisilla aloilla kuin uusiutuva energia, tehoelektroniikka, autoteollisuus ja tietoliikenne, ja korkean suorituskyvyn ratkaisujen kysyntä kasvaa.Erityisesti autoteollisuudessa ajoneuvojen sähköistyessä sähköenergiaa ohjaavien piikarbidilaitteiden tarve kasvaa. Esimerkiksi sähkökäyttöisillä propulsiojärjestelmillä varustetut ajoneuvot vaativat kehittyneitä tehoratkaisuja ajomatkojen optimoimiseksi ja ajoneuvon suorituskyvyn parantamiseksi.

1. SiC-markkinoiden kasvua edistävät tekijät

Eri tekijät ohjaavat piikarbidivoimalaitemarkkinoiden kasvua. Ensinnäkin lisääntynyt ympäristötietoisuus saa teollisuudenalat etsimään tehokkaampia energiaratkaisuja ympäristövaikutusten minimoimiseksi, mikä tekee energiatehokkaista piikarbidista erityisen houkuttelevia.

Lisäksi uusiutuvan energian teollisuuden laajentuminen vaatii lisää voimalaitteita, jotka pystyvät käsittelemään ja muuttamaan tehokkaasti suuria määriä energiaa, kuten aurinkopaneelikennoja ja tuuliturbiineja, jotka voisivat hyötyä merkittävästi SiC-laitteiden parantuneesta hyötysuhteesta.

Sähköajoneuvojen kasvava suosio lisää myös tehoelektroniikkakomponenttien kysyntää. Vuoteen 2030 mennessä sekä sähköajoneuvojen että piikarbidimarkkinoiden ennustetaan kasvavan laajasti.Nykyiset tiedot viittaavat siihen, että sähköajoneuvojen markkinat nousevat pilviin vuosittaisella kasvuvauhdilla (CAGR) vuoteen 2030 asti, ja myyntimäärän odotetaan nousevan 64 miljoonaan yksikköön, mikä on neljä kertaa enemmän kuin vuonna 2022..

Tällaisessa vilkkaassa markkinaympäristössä on erittäin tärkeää varmistaa, että sähkökäyttöisten propulsiojärjestelmien komponenttien tarjonta pysyy sähköajoneuvojen nopeasti kasvavan kysynnän tahdissa. Perinteisiin piipohjaisiin tuotteisiin verrattuna sähköajoneuvojen tehojärjestelmissä (erityisesti muuntimissa), DC-DC-muuntimissa ja sisäisissä latureissa käytettävät SiC-metallioksidi-puolijohde-kenttätransistorit (MOSFET) voivat tarjota korkeampia kytkentätaajuuksia.

Tämä suorituskyvyn ero lisää tehokkuutta, lisää ajoneuvon kantamaa ja alentaa kokonaiskustannuksia akun kapasiteetissa ja lämmönhallinnassa. Puolijohdeteollisuuden toimijat, kuten valmistajat ja suunnittelijat sekä autoteollisuuden toimijat nähdään avainvoimina sähköautomarkkinoiden kasvavien mahdollisuuksien hyödyntämisessä arvon luomiseksi ja kilpailuedun saavuttamiseksi, ja heillä on edessään merkittäviä haasteita sähköistymisen aikakaudella.

2.Kuljettajat sähköajoneuvojen alalla

Tällä hetkellä globaali piikarbidilaiteteollisuus edustaa noin kahden miljardin Yhdysvaltain dollarin markkinaa. Vuoteen 2030 mennessä tämän luvun odotetaan nousevan 11–14 miljardiin dollariin, ja CAGR:n odotetaan olevan 26 prosenttia.. Sähköajoneuvojen myynnin räjähdysmäinen kasvu yhdistettynä sen invertterien mieltymykseen piikarbidimateriaalien suhteen viittaavat siihen, että sähköajoneuvosektori ottaa vastaan ​​70 % piikarbidin teholaitteiden kysynnästä tulevaisuudessa. Kiinan, jolla on vahva halu sähköajoneuvoihin, odotetaan vastaavan noin 40 % kotimaisen sähköautoteollisuuden piikarbidin kysynnästä.

Etenkin sähköajoneuvojen (EV) alalla erilaiset propulsiojärjestelmät, kuten akkukäyttöiset sähköajoneuvot (BEV), hybridisähköajoneuvot (HEV) tai plug-in hybridi sähköajoneuvot (PHEV), sekä jännite. 400 voltin tai 800 voltin jännitteillä, määritä piikarbidin edut ja laajuus. Puhtaat sähköajoneuvojen tehojärjestelmät, jotka toimivat 800 voltilla, käyttävät todennäköisemmin piikarbidipohjaisia ​​invertteriä, koska ne pyrkivät huipputehokkuuteen.

Vuoteen 2030 mennessä puhtaasti sähköisten mallien odotetaan muodostavan 75 prosenttia sähköautojen kokonaistuotannosta, kun se vuonna 2022 oli 50 prosenttia.. HEV- ja PHEV-autojen odotetaan ottavan loput 25 % markkinaosuudesta. Tuolloin 800 voltin sähköjärjestelmien markkinaosuuden ennustetaan ylittävän 50 %, kun se vuonna 2022 oli alle 5 %.

Kilpailevan markkinarakenteen kannalta piikarbidin avaintoimijat suosivat vertikaalisesti integroitua mallia, jota markkinoiden nykyinen keskittyminen tukee.Tällä hetkellä noin 60–65 % markkinaosuudesta on muutamien johtavien yritysten hallussa. Vuoteen 2030 mennessä Kiinan markkinoiden odotetaan säilyttävän johtavan asemansa piikarbidin toimitusalueella.

3.6-tuumaisesta 8-tuumaiseen aikakauteen

Tällä hetkellä noin 80 % Kiinan piikarbidikiekoista ja yli 95 % laitteista on ulkomaisten valmistajien toimittamia. Vertikaalisella integraatiolla kiekoista laitteisiin voidaan saavuttaa 5–10 %:n tuotannon lisäys ja 10–15 %:n voittomarginaalin parannus..

Nykyinen siirtymä on siirtyminen 6 tuuman kiekkojen valmistuksesta 8 tuuman kiekkojen hyödyntämiseen. Tämän materiaalin käyttöönoton odotetaan alkavan noin vuonna 2024 tai 2025, ja sen odotetaan saavuttavan 50 prosentin markkinaosuuden vuoteen 2030 mennessä. Yhdysvaltain markkinoiden ennustetaan myös aloittavan 8 tuuman kiekkojen massatuotannon vuosina 2024–2025.

Huolimatta alun perin korkeammista hinnoista, jotka johtuivat alhaisemmista tuotantomääristä, 8 tuuman kiekkojen odotetaan pienenevän eroja suurten valmistajien välillä seuraavan vuosikymmenen aikana valmistusprosessien edistymisen ja uusien teknologioiden käyttöönoton ansiosta. Tästä johtuen 8 tuuman kiekkojen tuotantomäärien ennustetaan kasvavan nopeasti vastaamaan markkinoiden kysyntään ja hintakilpailuun, ja samalla saavutetaan kustannussäästöjä päivittämällä suurempiin kiekkokokoihin.

Piikarbidivoimalaitemarkkinoiden laajoista tulevaisuudennäkymistä huolimatta sen kasvupolku on kuitenkin täynnä haasteita ja mahdollisuuksia. Näiden markkinoiden nopea kasvu johtuu maailmanlaajuisesta energiatehokkuuden parantamisesta, teknologisesta kehityksestä, sovellusten suorituskyvyn parantamisesta ja ympäristön kestävyyden kasvavasta merkityksestä.

4.Haasteet ja mahdollisuudet

Piikarbidin kasvua vauhdittaa jatkuva sähköajoneuvojen kysynnän kasvu, joka tarjoaa runsaasti mahdollisuuksia koko arvoketjussa. Tämä nouseva teknologia muokkaa vähitellen tehoelektroniikkateollisuuden maisemaa ja tarjoaa merkittäviä etuja perinteisiin piipohjaisiin laitteisiin verrattuna.

Sähköajoneuvojen nopea yleistyminen ja piikarbidin ratkaiseva rooli näillä nousevilla markkinoilla ovat vaikuttaneet syvästi kaikkiin toimijoihin koko toimialaketjussa. Näiden yksiköiden asema jatkuvasti kehittyvillä piikarbidimarkkinoilla edellyttää useiden tekijöiden huomioon ottamista. Tämän päivän puolijohdemarkkinat ovat kypsemmät, ja niillä on nopea reagointikyky markkinoiden dynamiikkaan.

Näissä olosuhteissa kaikki alan yritykset voivat hyötyä jatkuvasta muutosten seurannasta ja joustavista strategiamuutoksista. Eksponentiaalisesta kasvusta huolimatta piikarbidimarkkinat kohtaavat edelleen haasteita, kuten korkeat tuotantokustannukset ja valmistuksen monimutkaisuus, jotka rajoittavat sen mahdollisuuksia laajamittaiseen käyttöön. Jatkuvat innovaatiot ja investoinnit tutkimukseen ja kehitykseen auttavat kuitenkin vähentämään kustannuksia ja lisäämään laitteiden jakelua.

Toimitusketju on toinen haaste piikarbidille laitetoimituksesta kiekkojen tuotantoon ja järjestelmäintegraatioon. Kaikki linkit näissä vaiheissa voivat geopoliittisista tai toimitusvarmuuteen liittyvistä syistä edellyttää entistä mukautuvampien hankintastrategioiden uudelleensuunnittelua.

Mahdollisuuksien edessä uusien teknologioiden, kuten digitalisoinnin, tekoälyn ja esineiden internetin, kehittyessä kehittyneempien tehoratkaisujen kysyntä kasvaa jatkuvasti, ja piikarbiditeholaitteet ovat keskeisessä asemassa.Piikarbiditeknologian jatkuva kehitys tulee vaikuttamaan laajasti useilla sektoreilla ja muokkaa tehoelektroniikkateollisuuden tulevaisuutta. Samanaikaisesti teknologiset innovaatiot ja kustannussäästöt tekevät piikarbiditeknologiasta helpommin saavutettavissa, mikä avaa tietä sen laajemmalle soveltamiselle elektroniikkamarkkinoilla.**