Mengapa silikon karbida dianggap sebagai masa depan modul daya otomotif?

Lebar celah pita silikon karbida kira-kira tiga kali lipat dari bahan berbasis silikon. Kekuatan medan kerusakan kritis kira-kira sepuluh kali lipat dari bahan berbasis silikon. Konduktivitas termal silikon karbida sekitar tiga kali lipat dari bahan berbasis silikon, dan laju penyimpangan saturasi elektron sekitar dua kali lipat dari bahan berbasis silikon. Resistansi tegangan tinggi, ketahanan suhu tinggi, dan karakteristik frekuensi tinggi dari bahan silikon karbida membuatnya cocok untuk kondisi pengoperasian yang lebih berat dibandingkan dengan perangkat berbasis silikon. Mereka dapat meningkatkan efisiensi dan kepadatan daya secara signifikan sekaligus mengurangi biaya, ukuran, dan bobot dalam aplikasi.

Perbandingan Kinerja Berbagai Bahan Semikonduktor

Menurut data Yole, ukuran pasar global perangkat listrik silikon karbida diproyeksikan tumbuh dari $1.09 miliar pada tahun 2021 menjadi $6.297 miliar pada tahun 2027, dengan tingkat pertumbuhan tahunan gabungan (CAGR) sebesar 34%. Diantaranya, ukuran pasar silikon karbida untuk kendaraan listrik diperkirakan meningkat dari $685 juta menjadi $4.986 miliar, menunjukkan CAGR yang lebih tinggi yaitu 39.2%. Kendaraan listrik (termasuk inverter, pengisi daya onboard, dan konverter DC/DC) mewakili aplikasi hilir terbesar untuk silikon karbida, dengan pangsa pasarnya diproyeksikan meningkat dari 62.8% menjadi 79.2%, yang menunjukkan tren peningkatan pangsa pasar yang berkelanjutan.

Analisis Pasar oleh Yole

Tren penerapan silikon karbida di industri otomotif

Dalam industri kendaraan listrik, isu yang paling memprihatinkan adalah Driving Range. Ada banyak faktor yang mempengaruhi jarak berkendara, antara lain kapasitas baterai, bobot kendaraan, dan efisiensi konversi energi sistem tenaga. Semikonduktor daya adalah inti dari konversi energi, dan perangkat daya silikon karbida memiliki keunggulan dibandingkan perangkat berbasis silikon, seperti kehilangan konduksi yang lebih rendah, frekuensi peralihan yang lebih tinggi, dan ketahanan tegangan kerja yang lebih tinggi. Mereka dapat mencapai efisiensi konversi energi sistem yang lebih tinggi dan dapat memberikan jarak tempuh yang lebih jauh dibandingkan saat menggunakan perangkat listrik berbasis silikon dengan jumlah listrik yang sama. Oleh karena itu, permintaan penerapan perangkat tenaga silikon karbida pada kendaraan listrik menjadi semakin menonjol. Pada kendaraan listrik, penerapan perangkat tenaga silikon karbida terutama berfokus pada dua arah: satu untuk inverter penggerak motor (pengendali motor), dan yang lainnya untuk sistem catu daya terpasang, terutama mencakup sistem konversi daya (on- board DC/DC), sistem pengisian on-board (OBC), sistem pendingin udara on-board (PTC dan kompresor) dan aspek lainnya.

Industrialisasi dan logika teknologi modul daya silikon karbida otomotif

Saat ini industri silikon karbida global didominasi oleh Amerika Serikat, Eropa, dan Jepang, dengan mayoritas bahan silikon karbida berasal dari perusahaan Amerika. Eropa memiliki rantai industri lengkap yang mencakup substrat silikon karbida, epitaksi, perangkat, dan aplikasi, sementara Jepang memiliki keunggulan terdepan dalam chip silikon karbida, modul, dan pengembangan aplikasi. Tiongkok saat ini memiliki rantai industri silikon karbida yang lengkap dan kompetitif secara internasional dalam persiapan bahan dan aplikasi pengujian. Saat ini, perusahaan asing menduduki peringkat teratas, dan perusahaan dalam negeri belum memiliki pangsa pasar yang signifikan. Namun, di bidang kendaraan energi baru, karena posisi terdepan Tiongkok dalam elektrifikasi kendaraan, pasar domestik menjadi faktor yang menguntungkan bagi kebangkitan perusahaan semikonduktor dalam negeri.

Saat ini, perusahaan silikon karbida global secara aktif menjajaki pasar otomotif, dengan aplikasi utama termasuk perangkat diskrit daya dan modul daya. Diantaranya, karakteristik unggulan chip silikon karbida perlu diwujudkan melalui koneksi yang efisien dan andal dengan sistem pengemasan dan sirkuit untuk mencapai kinerja sempurna. Modul daya MOSFET silikon karbida, diproduksi melalui desain profesional dan proses pengemasan yang canggih, saat ini menjadi tren utama dalam aplikasi kendaraan listrik.

Bersambung...