การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของตลาดอุปกรณ์ไฟฟ้าซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC)

อุปกรณ์จ่ายไฟซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) ใช้ประโยชน์จากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่เหนือกว่าที่เรียกว่า SiC ซึ่งมีข้อได้เปรียบที่โดดเด่นหลายประการเมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุซิลิกอนทั่วไป

ประโยชน์ที่ได้รับมาจากประสิทธิภาพทางเทคนิคที่ก้าวล้ำ เช่น การทำงานภายใต้อุณหภูมิและแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น การลดการใช้พลังงานระหว่างการเปลี่ยนสวิตช์ และการเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของระบบอิเล็กทรอนิกส์ ความเสถียรทางความร้อนที่ยอดเยี่ยมของ SiC ยังช่วยให้ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือในสภาวะที่รุนแรง ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ใช้พลังงานสูง

อุปกรณ์ SiC มีความหลากหลายและรวมถึงทรานซิสเตอร์สองขั้วทางแยก (BJT), ทรานซิสเตอร์สนามผล (FET) และไดโอด ทั้งหมดนี้ได้รับการออกแบบเพื่อเพิ่มคุณลักษณะเฉพาะของวัสดุ SiC ให้สูงสุด

อุปกรณ์ SiC ถูกนำไปใช้มากขึ้นในภาคส่วนต่างๆ เช่น พลังงานหมุนเวียน อิเล็กทรอนิกส์กำลัง ยานยนต์ และโทรคมนาคม โดยมีความต้องการโซลูชั่นประสิทธิภาพสูงเพิ่มมากขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมยานยนต์ เนื่องจากยานพาหนะมีการใช้พลังงานไฟฟ้ามากขึ้น ความต้องการอุปกรณ์ SiC ที่ใช้จัดการพลังงานไฟฟ้าจึงเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น ยานพาหนะที่ติดตั้งระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าต้องการโซลูชันพลังงานขั้นสูงเพื่อปรับระยะการขับขี่ให้เหมาะสมและเพิ่มประสิทธิภาพของยานพาหนะ

1. ตัวขับเคลื่อนการเติบโตของตลาด SiC

ปัจจัยต่างๆ กำลังผลักดันการเติบโตของตลาดอุปกรณ์ไฟฟ้าซิลิคอนคาร์ไบด์ ประการแรก การตระหนักรู้ด้านสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มขึ้นกำลังกระตุ้นให้อุตสาหกรรมต่างๆ แสวงหาโซลูชันพลังงานที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น เพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ทำให้อุปกรณ์ SiC ที่ประหยัดพลังงานมีความน่าดึงดูดเป็นพิเศษ

นอกจากนี้ การขยายตัวของอุตสาหกรรมพลังงานหมุนเวียนจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ไฟฟ้ามากขึ้นซึ่งสามารถจัดการและแปลงพลังงานจำนวนมากได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น แผงโซลาร์เซลล์และกังหันลม ซึ่งอาจได้รับประโยชน์อย่างมากจากประสิทธิภาพที่ดีขึ้นของอุปกรณ์ SiC

ความนิยมที่เพิ่มขึ้นของยานพาหนะไฟฟ้ายังผลักดันความต้องการชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์กำลังอีกด้วย ภายในปี 2573 ทั้งรถยนต์ไฟฟ้าและตลาด SiC คาดว่าจะเติบโตอย่างกว้างขวางข้อมูลปัจจุบันชี้ให้เห็นว่าตลาดรถยนต์ไฟฟ้าจะพุ่งสูงขึ้นด้วยอัตราการเติบโตต่อปีแบบทบต้น (CAGR) จนถึงปี 2573 โดยคาดว่าจะมีปริมาณการขายสูงถึง 64 ล้านคัน หรือสี่เท่าของปี 2565.

ในสภาพแวดล้อมของตลาดที่มีชีวิตชีวา การรับรองว่าการจัดหาส่วนประกอบของระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าสามารถทันกับความต้องการยานพาหนะไฟฟ้าที่เติบโตอย่างรวดเร็วถือเป็นสิ่งสำคัญ เมื่อเปรียบเทียบกับผลิตภัณฑ์ที่ใช้ซิลิกอนแบบดั้งเดิม ทรานซิสเตอร์ภาคสนาม (MOSFET) โลหะ-ออกไซด์-เซมิคอนดักเตอร์ SiC ที่ใช้ในระบบส่งกำลังของยานพาหนะไฟฟ้า (โดยเฉพาะตัวแปลง) ตัวแปลง DC-DC และที่ชาร์จแบบออนบอร์ดสามารถให้ความถี่การสลับที่สูงกว่า

ความแตกต่างของประสิทธิภาพนี้มีส่วนช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ ระยะการใช้งานของยานพาหนะนานขึ้น และการลดต้นทุนโดยรวมในด้านความจุของแบตเตอรี่และการจัดการความร้อน ผู้เข้าร่วมในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ เช่น ผู้ผลิตและนักออกแบบ และผู้ประกอบการในอุตสาหกรรมยานยนต์ ถูกมองว่าเป็นกำลังสำคัญในการคว้าโอกาสที่เพิ่มขึ้นในตลาดรถยนต์ไฟฟ้า เพื่อสร้างมูลค่าและความได้เปรียบทางการแข่งขัน และพวกเขากำลังเผชิญกับความท้าทายที่สำคัญในยุคของการใช้พลังงานไฟฟ้า

2.ผู้ขับขี่ในโดเมนรถยนต์ไฟฟ้า

ปัจจุบัน อุตสาหกรรมอุปกรณ์ซิลิกอนคาร์ไบด์ทั่วโลกมีมูลค่าประมาณสองพันล้านดอลลาร์สหรัฐ ภายในปี 2573 ตัวเลขนี้คาดว่าจะเพิ่มขึ้นเป็นระหว่าง 11 ถึง 14 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ โดยคาดว่าจะมี CAGR อยู่ที่ 26%- การเติบโตอย่างรวดเร็วของยอดขายรถยนต์ไฟฟ้า ประกอบกับความต้องการวัสดุ SiC ของอินเวอร์เตอร์ แสดงให้เห็นว่าภาคยานยนต์ไฟฟ้าจะดูดซับความต้องการอุปกรณ์จ่ายไฟ SiC ได้ถึง 70% ในอนาคต ประเทศจีนซึ่งมีความอยากรถยนต์ไฟฟ้าอย่างมาก คาดว่าจะขับเคลื่อนประมาณ 40% ของความต้องการซิลิกอนคาร์ไบด์ของอุตสาหกรรมการผลิตรถยนต์ไฟฟ้าในประเทศ

ในด้านยานยนต์ไฟฟ้า (EVs) โดยเฉพาะ ความหลากหลายของระบบขับเคลื่อน เช่น รถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ (BEVs) รถยนต์ไฟฟ้าไฮบริด (HEVs) หรือรถยนต์ไฟฟ้าไฮบริดแบบปลั๊กอิน (PHEVs) ตลอดจนแรงดันไฟฟ้า ระดับ 400 โวลต์หรือ 800 โวลต์ กำหนดข้อดีและขอบเขตของการใช้ SiC ระบบพลังงานไฟฟ้าของรถยนต์ไฟฟ้าบริสุทธิ์ที่ทำงานที่ 800 โวลต์มีแนวโน้มที่จะใช้อินเวอร์เตอร์ที่ใช้ SiC มากกว่า เนื่องจากต้องการประสิทธิภาพสูงสุด

ภายในปี 2573 คาดว่ารถยนต์ไฟฟ้าบริสุทธิ์จะมีสัดส่วน 75% ของการผลิต EV ทั้งหมด เพิ่มขึ้นจาก 50% ในปี 2565- คาดว่า HEV และ PHEV จะครองส่วนแบ่งตลาด 25% ที่เหลือ ในขณะนั้นคาดว่าอัตราการเจาะตลาดของระบบไฟฟ้า 800 โวลต์จะเกิน 50% โดยตัวเลขนี้จะน้อยกว่า 5% ในปี 2565

ในแง่ของโครงสร้างตลาดที่มีการแข่งขัน ผู้เล่นหลักในโดเมน SiC มักจะชอบโมเดลบูรณาการในแนวตั้ง ซึ่งเป็นแนวโน้มที่ได้รับการสนับสนุนจากการกระจุกตัวของตลาดในปัจจุบันปัจจุบันส่วนแบ่งการตลาดประมาณ 60%-65% ถูกควบคุมโดยบริษัทชั้นนำเพียงไม่กี่แห่ง ภายในปี 2573 คาดว่าตลาดจีนจะยังคงรักษาตำแหน่งผู้นำในด้านการจัดหา SiC.

3.จากยุค 6 นิ้วถึง 8 นิ้ว

ปัจจุบัน เวเฟอร์ SiC ของจีนประมาณ 80% และอุปกรณ์มากกว่า 95% จัดหาโดยผู้ผลิตต่างประเทศ การบูรณาการในแนวตั้งจากเวเฟอร์ไปยังอุปกรณ์ต่างๆ สามารถเพิ่มการผลิตได้ 5%-10% และอัตรากำไรเพิ่มขึ้น 10%-15%.

การเปลี่ยนแปลงในปัจจุบันคือการเปลี่ยนจากการผลิตเวเฟอร์ขนาด 6 นิ้วไปเป็นการใช้เวเฟอร์ขนาด 8 นิ้ว การนำวัสดุนี้ไปใช้คาดว่าจะเริ่มประมาณปี 2567 หรือ 2568 และคาดว่าจะบรรลุอัตราการเจาะตลาด 50% ภายในปี 2573 ตลาดสหรัฐอเมริกายังคาดว่าจะเริ่มการผลิตเวเฟอร์ขนาด 8 นิ้วจำนวนมากระหว่างปี 2567 ถึง 2568

แม้ว่าราคาจะสูงขึ้นในตอนแรกเนื่องจากปริมาณการผลิตที่ลดลง แต่เวเฟอร์ขนาด 8 นิ้วคาดว่าจะเห็นความแตกต่างที่แคบลงระหว่างผู้ผลิตรายใหญ่ในทศวรรษหน้า เนื่องจากความก้าวหน้าในกระบวนการผลิตและการนำเทคโนโลยีใหม่ๆ มาใช้ ด้วยเหตุนี้ ปริมาณการผลิตเวเฟอร์ขนาด 8 นิ้วจึงคาดว่าจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเพื่อตอบสนองความต้องการของตลาดและการแข่งขันด้านราคา ขณะเดียวกันก็ประหยัดต้นทุนได้ด้วยการอัพเกรดเป็นขนาดเวเฟอร์ที่ใหญ่ขึ้น

อย่างไรก็ตาม แม้ว่าตลาดอุปกรณ์พลังงานซิลิคอนคาร์ไบด์ในอนาคตจะมีโอกาสกว้าง แต่เส้นทางการเติบโตของตลาดก็เต็มไปด้วยความท้าทายและโอกาส การเติบโตอย่างรวดเร็วของตลาดนี้เป็นผลมาจากการที่ทั่วโลกให้ความสำคัญในการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี การเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งาน และความสำคัญที่เพิ่มขึ้นต่อความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อม

4.ความท้าทายและโอกาส

วิถีการเติบโตของ SiC ได้รับแรงหนุนจากความต้องการรถยนต์ไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ซึ่งมอบโอกาสมากมายตลอดห่วงโซ่คุณค่าทั้งหมด เทคโนโลยีเกิดใหม่นี้กำลังค่อยๆ ปรับโฉมภูมิทัศน์ของอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์กำลัง โดยมีความได้เปรียบที่สำคัญเหนืออุปกรณ์ที่ใช้ซิลิคอนแบบดั้งเดิม

การแพร่หลายอย่างรวดเร็วของยานพาหนะไฟฟ้าและบทบาทที่สำคัญของ SiC ในตลาดที่กำลังเติบโตนี้ส่งอิทธิพลอย่างมากต่อผู้เข้าร่วมทุกคนในห่วงโซ่อุตสาหกรรมทั้งหมด สำหรับหน่วยงานเหล่านี้ การวางตำแหน่งภายในตลาด SiC ที่มีการพัฒนาอยู่ตลอดเวลาจำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ ตลาดเซมิคอนดักเตอร์ในปัจจุบันมีความเป็นผู้ใหญ่มากขึ้น โดยมีความสามารถในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของตลาดอย่างรวดเร็ว.

ภายใต้สถานการณ์เหล่านี้ ทุกบริษัทในอุตสาหกรรมจะได้รับประโยชน์จากการติดตามการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องและการปรับกลยุทธ์ที่ยืดหยุ่น แม้จะมีการเติบโตแบบก้าวกระโดด แต่ตลาด SiC ยังคงเผชิญกับความท้าทาย เช่น ต้นทุนการผลิตที่สูง และความซับซ้อนในการผลิตที่จำกัดศักยภาพสำหรับการใช้งานขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตาม นวัตกรรมอย่างต่อเนื่องและการลงทุนในการวิจัยและพัฒนามีส่วนช่วยลดต้นทุนและเพิ่มการกระจายอุปกรณ์

ห่วงโซ่อุปทานนำเสนอความท้าทายอีกประการหนึ่งสำหรับ SiC ตั้งแต่การจัดหาอุปกรณ์ไปจนถึงการผลิตเวเฟอร์ และสู่การรวมระบบ การเชื่อมโยงใดๆ ในขั้นตอนเหล่านี้อาจทำให้จำเป็นต้องออกแบบกลยุทธ์การจัดซื้อที่ปรับเปลี่ยนได้มากขึ้น เนื่องจากพิจารณาทางภูมิศาสตร์การเมืองหรือความปลอดภัยของอุปทาน

ในด้านโอกาส ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีเกิดใหม่ เช่น การแปลงเป็นดิจิทัล ปัญญาประดิษฐ์ และ Internet of Things ความต้องการของตลาดสำหรับโซลูชันพลังงานขั้นสูงก็เติบโตอย่างต่อเนื่อง โดยอุปกรณ์จ่ายไฟ SiC มีบทบาทสำคัญความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยี SiC จะมีอิทธิพลอย่างกว้างขวางในหลายภาคส่วน ซึ่งจะกำหนดอนาคตของอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์กำลัง ในขณะเดียวกัน นวัตกรรมทางเทคโนโลยีและการลดต้นทุนจะทำให้เทคโนโลยี SiC เข้าถึงได้มากขึ้น ซึ่งปูทางไปสู่การประยุกต์ใช้ในตลาดอิเล็กทรอนิกส์ในวงกว้างมากขึ้น.-