Lonjakan dan Tinjauan Pasaran Peranti Kuasa Silicon Carbide (SiC).

Peranti kuasa silikon karbida (SiC) memanfaatkan bahan semikonduktor unggul yang dikenali sebagai SiC, yang menawarkan beberapa kelebihan ketara berbanding bahan silikon konvensional.

Faedahnya berpunca daripada prestasi teknikalnya yang cemerlang, seperti bekerja di bawah suhu dan voltan yang lebih tinggi, mengurangkan penggunaan tenaga semasa pensuisan, dan meningkatkan kecekapan keseluruhan sistem elektronik. Kestabilan terma SiC yang sangat baik juga membolehkannya beroperasi dengan pasti dalam keadaan yang melampau, menjadikannya sangat sesuai untuk aplikasi berkuasa tinggi.

Peranti SiC adalah pelbagai dan termasuk Transistor Persimpangan Bipolar (BJT), Transistor Kesan Medan (FET) dan diod, semuanya direka untuk memaksimumkan ciri unik bahan SiC.

Peranti SiC semakin digunakan dalam sektor seperti tenaga boleh diperbaharui, elektronik kuasa, automotif dan telekomunikasi, dengan permintaan yang semakin meningkat untuk penyelesaian berprestasi tinggi.Terutamanya dalam industri automotif, apabila kenderaan menjadi lebih elektrik, keperluan untuk peranti SiC yang menguruskan tenaga elektrik semakin meningkat. Sebagai contoh, kenderaan yang dilengkapi dengan sistem pendorong elektrik memerlukan penyelesaian kuasa termaju untuk mengoptimumkan jarak pemanduan dan meningkatkan prestasi kenderaan.

1. Pemacu Pertumbuhan Pasaran SiC

Pelbagai faktor mendorong pertumbuhan pasaran peranti kuasa silikon karbida. Pertama, kesedaran alam sekitar yang dipertingkat mendorong industri mencari penyelesaian tenaga yang lebih cekap untuk meminimumkan kesan alam sekitar, menjadikan peranti SiC cekap tenaga sangat menarik.

Selain itu, pengembangan industri tenaga boleh diperbaharui memerlukan lebih banyak peralatan kuasa yang boleh mengendalikan dan menukar sejumlah besar tenaga dengan cekap, seperti sel panel solar dan turbin angin, yang boleh mendapat manfaat dengan ketara daripada kecekapan peranti SiC yang dipertingkatkan.

Populariti kenderaan elektrik yang semakin meningkat juga mendorong permintaan untuk komponen elektronik kuasa. Menjelang 2030, kedua-dua kenderaan elektrik dan pasaran SiC diunjurkan mengalami pertumbuhan yang meluas.Data semasa menunjukkan bahawa pasaran kenderaan elektrik akan melonjak dengan kadar pertumbuhan tahunan kompaun (CAGR) sehingga 2030, dengan jumlah jualan dijangka mencecah 64 juta unit, empat kali ganda daripada 2022.

Dalam persekitaran pasaran yang begitu rancak, memastikan bekalan komponen sistem pendorong elektrik dapat seiring dengan permintaan yang berkembang pesat untuk kenderaan elektrik adalah penting. Berbanding dengan produk berasaskan silikon tradisional, transistor kesan medan (MOSFET) logam-oksida-semikonduktor logam SiC yang digunakan dalam sistem kuasa kenderaan elektrik (terutamanya penukar), penukar DC-DC dan pengecas atas kapal boleh menawarkan frekuensi pensuisan yang lebih tinggi.

Perbezaan prestasi ini menyumbang kepada peningkatan kecekapan, jarak kenderaan yang lebih panjang, dan pengurangan kos keseluruhan dalam kapasiti bateri dan pengurusan terma. Peserta industri semikonduktor, seperti pengilang dan pereka bentuk, dan pengendali industri automotif dilihat sebagai kuasa utama dalam merebut peluang yang semakin meningkat dalam pasaran kenderaan elektrik untuk mencipta nilai dan memperoleh kelebihan daya saing, dan mereka menghadapi cabaran yang ketara dalam era elektrifikasi.

2.Pemandu dalam Domain Kenderaan Elektrik

Pada masa ini, industri peranti silikon karbida global mewakili pasaran kira-kira dua bilion dolar AS. Menjelang 2030, angka ini dijangka meningkat kepada antara 11 dan 14 bilion dolar AS, dengan jangkaan CAGR sebanyak 26%. Pertumbuhan pesat dalam jualan kenderaan elektrik, ditambah dengan keutamaan penyongsangnya untuk bahan SiC, menunjukkan bahawa sektor kenderaan elektrik akan menyerap 70% daripada permintaan peranti kuasa SiC pada masa hadapan. China, dengan selera yang tinggi untuk kenderaan elektrik, dijangka memacu kira-kira 40% daripada permintaan silikon karbida industri pembuatan kenderaan elektrik domestik.

Dalam bidang kenderaan elektrik (EV) khususnya, pelbagai sistem pendorong, seperti Kenderaan Elektrik Bateri (BEV), Kenderaan Elektrik Hibrid (HEV), atau Kenderaan Elektrik Hibrid (PHEV) Plug-in, serta voltan tahap 400 volt atau 800 volt, tentukan kelebihan dan tahap aplikasi SiC. Sistem kuasa kenderaan elektrik tulen yang beroperasi pada 800 volt lebih berkemungkinan menggunakan penyongsang berasaskan SiC kerana mengejar kecekapan puncak.

Menjelang 2030, dijangka model elektrik tulen akan menyumbang 75% daripada jumlah pengeluaran EV, meningkat daripada 50% pada 2022. HEV dan PHEV dijangka menduduki baki 25% bahagian pasaran. Pada masa itu, kadar penembusan pasaran sistem kuasa 800 volt diunjurkan melebihi 50%, manakala angka ini kurang daripada 5% pada 2022.

Dari segi struktur pasaran yang kompetitif, pemain utama dalam domain SiC cenderung memihak kepada model bersepadu secara menegak, trend yang disokong oleh penumpuan pasaran semasa.Pada masa ini, kira-kira 60%-65% bahagian pasaran dikawal oleh beberapa syarikat terkemuka. Menjelang 2030, pasaran China dijangka mengekalkan kedudukan utamanya dalam domain bekalan SiC.

3.Dari Era 6-inci hingga 8-inci

Pada masa ini, kira-kira 80% wafer SiC China dan lebih 95% peranti dibekalkan oleh pengeluar asing. Penyepaduan menegak daripada wafer ke peranti boleh mencapai peningkatan pengeluaran sebanyak 5%-10% dan peningkatan margin keuntungan sebanyak 10%-15%.

Peralihan semasa ialah peralihan daripada pembuatan wafer 6 inci kepada penggunaan wafer 8 inci. Penggunaan bahan ini dijangka akan bermula sekitar 2024 atau 2025 dan dijangka mencapai kadar penembusan pasaran sebanyak 50% menjelang 2030. Pasaran Amerika Syarikat juga diunjurkan untuk memulakan pengeluaran besar-besaran wafer 8 inci antara 2024 dan 2025.

Walaupun pada mulanya harga yang lebih tinggi disebabkan oleh volum pengeluaran yang lebih rendah, wafer 8-inci dijangka akan melihat jurang yang mengecil di kalangan pengeluar utama sepanjang dekad akan datang, hasil daripada kemajuan dalam proses pembuatan dan penggunaan teknologi baharu. Akibatnya, volum pengeluaran wafer 8 inci diunjurkan meningkat dengan pesat untuk memenuhi permintaan pasaran dan persaingan harga, di samping mencapai penjimatan kos melalui peningkatan kepada saiz wafer yang lebih besar.

Walau bagaimanapun, walaupun prospek yang luas untuk masa depan pasaran peranti kuasa silikon karbida, laluan pertumbuhannya dipenuhi dengan cabaran dan peluang. Pertumbuhan pesat pasaran ini adalah disebabkan oleh penekanan global terhadap peningkatan kecekapan tenaga, kemajuan teknologi, peningkatan dalam prestasi aplikasi, dan peningkatan kepentingan yang diberikan kepada kelestarian alam sekitar.

4.Cabaran dan Peluang

Trajektori pertumbuhan SiC didorong oleh lonjakan permintaan yang berterusan untuk kenderaan elektrik, menawarkan banyak peluang di seluruh rantaian nilai. Teknologi baru muncul ini secara beransur-ansur membentuk semula landskap industri elektronik kuasa, dengan kelebihan ketara berbanding peranti berasaskan silikon tradisional.

Percambahan pesat kenderaan elektrik dan peranan penting SiC dalam pasaran yang sedang berkembang ini telah mempengaruhi semua peserta dalam keseluruhan rantaian industri. Bagi entiti ini, kedudukan mereka dalam pasaran SiC yang sentiasa berkembang memerlukan pertimbangan pelbagai faktor. Pasaran semikonduktor hari ini lebih matang, dengan kapasiti tindak balas yang pantas terhadap dinamik pasaran.

Di bawah keadaan ini, semua firma dalam industri boleh mendapat manfaat daripada pemantauan berterusan terhadap perubahan dan pelarasan strategi yang fleksibel. Walaupun pertumbuhan eksponen, pasaran SiC masih menghadapi cabaran seperti kos pengeluaran yang tinggi dan kerumitan pembuatan yang menyekat potensinya untuk aplikasi berskala besar. Walau bagaimanapun, inovasi dan pelaburan berterusan dalam penyelidikan dan pembangunan menyumbang kepada pengurangan kos dan peningkatan pengedaran peranti.

Rantaian bekalan memberikan satu lagi cabaran untuk SiC, daripada bekalan peranti kepada pengeluaran wafer, dan kepada penyepaduan sistem. Sebarang pautan dalam peringkat ini mungkin, disebabkan pertimbangan keselamatan geopolitik atau bekalan, memerlukan reka bentuk semula strategi perolehan yang lebih boleh disesuaikan.

Di hadapan peluang, dengan kemajuan teknologi baru muncul seperti pendigitalan, kecerdasan buatan dan Internet of Things, permintaan pasaran untuk penyelesaian kuasa yang lebih maju terus berkembang, dengan peranti kuasa SiC memainkan peranan penting.Perkembangan berterusan teknologi SiC akan menggunakan pengaruh meluas merentasi pelbagai sektor, membentuk masa depan industri elektronik kuasa. Pada masa yang sama, inovasi teknologi dan pengurangan kos akan menjadikan teknologi SiC lebih mudah diakses, membuka jalan untuk aplikasinya yang lebih luas dalam pasaran elektronik.**