Кремний карбиді (SiC) қуат құрылғылары нарығының өсуі және болжамы

Кремний карбиді (SiC) қуат құрылғылары әдеттегі кремний материалдарымен салыстырғанда бірнеше көрнекті артықшылықтарды ұсынатын SiC деп аталатын жоғары жартылай өткізгіш материалды пайдаланады.

Артықшылықтары оның жоғары температура мен кернеуде жұмыс істеу, коммутация кезінде энергияны тұтынуды азайту және электрондық жүйелердің жалпы тиімділігін арттыру сияқты серпінді техникалық көрсеткіштерінен туындайды. SiC-тің тамаша термиялық тұрақтылығы сонымен қатар оның экстремалды жағдайларда сенімді жұмыс істеуіне мүмкіндік береді, бұл оны жоғары қуатты қолданбалар үшін өте қолайлы етеді.

SiC құрылғылары алуан түрлі және оларға биполярлық қосылыс транзисторлары (BJTs), өрістік транзисторлар (FETs) және диодтар кіреді, олардың барлығы SiC материалының бірегей сипаттамаларын барынша арттыруға арналған.

SiC құрылғылары жаңартылатын энергия көздері, электр электроникасы, автомобиль жасау және телекоммуникация сияқты салаларда көбірек қолданылады, бұл жоғары өнімді шешімдерге сұраныстың артуы.Әсіресе автомобиль өнеркәсібінде көліктер электрлендірілген сайын электр энергиясын басқаратын SiC құрылғыларына қажеттілік артып келеді. Мысалы, электр қозғалтқыштарымен жабдықталған көліктер қозғалыс ауқымын оңтайландыру және көлік өнімділігін арттыру үшін жетілдірілген қуат шешімдерін қажет етеді.

1. SiC нарығының өсу драйверлері

Кремний карбидінің қуат құрылғылары нарығының өсуіне әртүрлі факторлар әсер етеді. Біріншіден, қоршаған ортаны қорғау туралы хабардар болу өнеркәсіптерді қоршаған ортаға әсерді азайту үшін тиімдірек энергия шешімдерін іздеуге итермелейді, бұл энергияны үнемдейтін SiC құрылғыларын ерекше тартымды етеді.

Сонымен қатар, жаңартылатын энергия саласының кеңеюі SiC құрылғыларының тиімділігін арттырудан айтарлықтай пайда алатын күн панелінің ұяшықтары мен жел турбиналары сияқты үлкен көлемдегі энергияны тиімді өңдейтін және түрлендіретін көбірек қуат жабдықтарын қажет етеді.

Электрлік көліктердің танымалдылығының артуы қуат электронды компоненттеріне деген сұранысты да тудырады. 2030 жылға қарай электрлі көліктер де, SiC нарығы да кең көлемде өседі деп күтілуде.Ағымдағы деректер электр көліктер нарығы 2030 жылға дейін күрделі жылдық өсу қарқынымен (CAGR) күрт өсетінін болжайды, сатылым көлемі 64 миллион бірлікке жетеді деп күтілуде, бұл 2022 жылмен салыстырғанда төрт есе..

Осындай жанданған нарық жағдайында электр қозғалтқышы жүйесінің құрамдас бөліктерін жеткізуді қамтамасыз ету электромобильдерге жылдам өсіп келе жатқан сұранысқа сай болуы өте маңызды. Кремний негізіндегі дәстүрлі өнімдермен салыстырғанда, электр көліктерінің қуат жүйелерінде (әсіресе түрлендіргіштер), тұрақты ток түрлендіргіштерінде және борттық зарядтағыштарда қолданылатын SiC металл-оксидті жартылай өткізгіш өрістік транзисторлар (MOSFETs) коммутацияның жоғары жиілігін ұсына алады.

Бұл өнімділік айырмашылығы тиімділікті арттыруға, көлік құралының ауқымын ұзартуға және батарея сыйымдылығы мен жылуды басқаруға жалпы шығындарды азайтуға ықпал етеді. Өндірушілер мен дизайнерлер және автомобиль өнеркәсібінің операторлары сияқты жартылай өткізгіш өнеркәсібінің қатысушылары құн жасау және бәсекелестік артықшылыққа ие болу үшін электр көліктері нарығындағы өсіп келе жатқан мүмкіндіктерді пайдаланудың негізгі күштері ретінде қарастырылады және олар электрлендіру дәуірінде елеулі қиындықтарға тап болуда.

2.Электрлік көлік доменіндегі жүргізушілер

Қазіргі уақытта кремний карбидінің жаһандық индустриясы шамамен екі миллиард АҚШ долларын құрайтын нарықты құрайды. 2030 жылға қарай бұл көрсеткіш 11-14 миллиард АҚШ долларына дейін өседі деп күтілуде, күтілетін CAGR 26% құрайды.. Инвертордың SiC материалдарына артықшылық беруімен бірге электр көліктерін сатудың қарқынды өсуі электр көліктері секторы болашақта SiC қуат құрылғыларына сұраныстың 70% -ын қабылдайды деп болжайды. Электрлік көліктерге қатты тәбеті бар Қытай отандық электр көліктерін өндіру өнеркәсібінің кремний карбидіне деген сұранысының шамамен 40%-ын қамтамасыз етеді деп күтілуде.

Электрлік көліктер (EV) саласында, атап айтқанда, аккумуляторлық электрлік көліктер (BEVs), гибридті электрлік көліктер (HEVs) немесе қосылатын гибридті электрлік көліктер (PHEVs) сияқты қозғалтқыш жүйелерінің әртүрлілігі, сондай-ақ кернеу 400 вольт немесе 800 вольт деңгейлері, артықшылықтары мен SiC қолдану дәрежесін анықтаңыз. 800 вольтта жұмыс істейтін таза электрлі көлік құралдарының қуат жүйелері ең жоғары тиімділікке ұмтылуына байланысты SiC негізіндегі инверторларды қабылдау ықтималдығы жоғары.

2030 жылға қарай таза электрлік модельдер 2022 жылғы 50%-дан EV өндірісінің жалпы көлемінің 75%-ын құрайды деп күтілуде.. HEVs және PHEVs нарық үлесінің қалған 25% алады деп күтілуде. Сол кезде 800 вольттық электр жүйелерінің нарыққа ену деңгейі 50%-дан асады деп болжануда, ал бұл көрсеткіш 2022 жылы 5%-дан аз болған.

Бәсекеге қабілетті нарық құрылымы тұрғысынан SiC доменіндегі негізгі ойыншылар нарықтың ағымдағы шоғырлануымен қолдау көрсететін тенденция тігінен біріктірілген модельді жақтайды.Қазіргі уақытта нарық үлесінің шамамен 60-65% бірнеше жетекші компаниялардың бақылауында. 2030 жылға қарай Қытай нарығы SiC жеткізу доменіндегі жетекші позициясын сақтайды деп күтілуде.

3.6 дюймден 8 дюймге дейінгі кезең

Қазіргі уақытта Қытайдағы SiC пластинкаларының шамамен 80% және құрылғылардың 95% -дан астамы шетелдік өндірушілерден жеткізіледі. Вафлиден құрылғыларға тік интеграция өндірісті 5%-10%-ға арттыруға және пайда маржасын 10%-15%-ға жақсартуға қол жеткізе алады..

Ағымдағы көшу - 6 дюймдік пластиналарды өндіруден 8 дюймдік пластиналарды пайдалануға ауысу. Бұл материалды қабылдау шамамен 2024 немесе 2025 жылдары басталады деп күтілуде және 2030 жылға қарай нарыққа ену жылдамдығы 50% жетеді деп күтілуде. Америка Құрама Штаттарының нарығы да 2024 және 2025 жылдар арасында 8 дюймдік пластинаның жаппай өндірісін бастайды деп күтілуде.

Өндіріс көлемінің төмендеуіне байланысты бастапқыда жоғары бағаларға қарамастан, 8 дюймдік пластиналар келесі онжылдықта өндірістік процестердегі жетістіктер мен жаңа технологияларды қабылдаудың арқасында ірі өндірушілер арасындағы диспропорцияларды қысқартады деп күтілуде. Тиісінше, 8 дюймдік пластиналарды өндіру көлемі нарықтық сұраныс пен баға бәсекелестігін қанағаттандыру үшін тез өседі, сонымен қатар вафлидің үлкен өлшемдеріне дейін жаңарту арқылы шығындарды үнемдеуге қол жеткізеді.

Дегенмен, кремний карбидінің қуат құрылғылары нарығының болашағының кең перспективаларына қарамастан, оның өсу жолы қиындықтар мен мүмкіндіктерге толы. Бұл нарықтың қарқынды өсуі энергия тиімділігін арттыруға, технологиялық прогреске, қолдану өнімділігін арттыруға және экологиялық тұрақтылыққа көбірек мән беруге жаһандық назар аударумен байланысты.

4.Қиындықтар мен мүмкіндіктер

SiC өсу траекториясы электрлік көліктерге сұраныстың үздіксіз өсуіне ықпал етеді, бұл бүкіл құн тізбегі бойынша көптеген мүмкіндіктер ұсынады. Бұл дамып келе жатқан технология дәстүрлі кремний негізіндегі құрылғылармен салыстырғанда айтарлықтай артықшылықтарға ие бола отырып, энергетикалық электроника өнеркәсібінің ландшафтын біртіндеп өзгертеді.

Электрлік көліктердің жылдам таралуы және осы дамып келе жатқан нарықтағы SiC шешуші рөлі бүкіл сала тізбегіндегі барлық қатысушыларға қатты әсер етті. Бұл субъектілер үшін олардың үнемі дамып келе жатқан SiC нарығында орналасуы әртүрлі факторларды ескеруді қажет етеді. Бүгінгі жартылай өткізгіштер нарығы нарықтық динамикаға жылдам жауап беру қабілетімен жетілген.

Мұндай жағдайларда саладағы барлық фирмалар өзгерістерді үздіксіз бақылаудан және икемді стратегиялық түзетулерден пайда көре алады. Экспоненциалды өсуге қарамастан, SiC нарығы әлі де оның кең ауқымды қолдану мүмкіндігін шектейтін жоғары өндіріс шығындары мен өндірістік күрделіліктер сияқты қиындықтарға тап болып отыр. Дегенмен, үздіксіз инновациялар мен зерттеулер мен әзірлемелерге инвестициялау шығындарды азайтуға және құрылғының таралуын арттыруға ықпал етеді.

Жеткізу тізбегі SiC үшін құрылғыны жеткізуден вафельді өндіруге дейін және жүйе интеграциясына дейін тағы бір қиындық тудырады. Осы кезеңдердегі кез келген байланыс геосаяси немесе жеткізілім қауіпсіздігіне байланысты неғұрлым бейімделгіш сатып алу стратегияларын қайта құруды қажет етуі мүмкін.

Цифрландыру, жасанды интеллект және Интернет заттары сияқты дамып келе жатқан технологиялардың дамуымен мүмкіндіктер майданында, SiC қуат құрылғылары шешуші рөл атқара отырып, анағұрлым жетілдірілген қуат шешімдеріне нарық сұранысы үздіксіз өсіп келеді.SiC технологиясының үздіксіз ілгерілеуі энергетикалық электроника өнеркәсібінің болашағын қалыптастыратын көптеген секторларға кеңінен әсер етеді. Бір мезгілде технологиялық инновациялар мен шығындарды азайту SiC технологиясын қол жетімді етеді, оның электроника нарығында кеңірек қолданылуына жол ашады..**