เหตุใดซิลิคอนคาร์ไบด์จึงถือเป็นอนาคตของโมดูลพลังงานในยานยนต์

ความกว้างของแถบแบนด์ของซิลิกอนคาร์ไบด์มีค่าประมาณสามเท่าของความกว้างของวัสดุที่มีซิลิกอน ความแรงของสนามสลายวิกฤตมีค่าประมาณสิบเท่าของวัสดุที่มีซิลิกอน ค่าการนำความร้อนของซิลิกอนคาร์ไบด์มีค่าประมาณสามเท่าของวัสดุที่มีซิลิกอนเป็นส่วนประกอบ และอัตราการเคลื่อนตัวของความอิ่มตัวของอิเล็กตรอนมีค่าเป็นประมาณสองเท่าของวัสดุที่มีซิลิกอน ความต้านทานไฟฟ้าแรงสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง และคุณลักษณะความถี่สูงของวัสดุซิลิกอนคาร์ไบด์ ทำให้วัสดุเหล่านี้เหมาะสำหรับสภาวะการทำงานที่มีความต้องการมากขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์ที่ใช้ซิลิกอน พวกเขาสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพและความหนาแน่นของพลังงานได้อย่างมาก ในขณะเดียวกันก็ลดต้นทุน ขนาด และน้ำหนักในการใช้งาน

การเปรียบเทียบประสิทธิภาพของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ต่างๆ

ตามข้อมูลของ Yole ขนาดตลาดทั่วโลกของอุปกรณ์พลังงานซิลิกอนคาร์ไบด์คาดว่าจะเติบโตจาก 1.09 พันล้านดอลลาร์ในปี 2021 เป็น 6.297 พันล้านดอลลาร์ในปี 2027 โดยมีอัตราการเติบโตต่อปีแบบทบต้น (CAGR) ที่ 34% ในหมู่พวกเขา ขนาดตลาดของซิลิคอนคาร์ไบด์สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าคาดว่าจะเพิ่มขึ้นจาก 685 ล้านดอลลาร์เป็น 4.986 พันล้านดอลลาร์ โดยมี CAGR ที่สูงขึ้นที่ 39.2% ยานพาหนะไฟฟ้า (รวมถึงอินเวอร์เตอร์ เครื่องชาร์จในตัว และตัวแปลง DC/DC) เป็นตัวแทนการใช้งานดาวน์สตรีมที่ใหญ่ที่สุดสำหรับซิลิคอนคาร์ไบด์ โดยส่วนแบ่งการตลาดคาดว่าจะเพิ่มขึ้นจาก 62.8% เป็น 79.2% ซึ่งบ่งชี้ว่าส่วนแบ่งการตลาดมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

การวิเคราะห์ตลาดโดย Yole

แนวโน้มการใช้ซิลิกอนคาร์ไบด์ในอุตสาหกรรมยานยนต์

ในอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้า ปัญหาที่น่ากังวลที่สุดคือระยะการขับขี่ มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อระยะการขับขี่ รวมถึงความจุของแบตเตอรี่ น้ำหนักรถยนต์ และประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของระบบไฟฟ้า เซมิคอนดักเตอร์กำลังเป็นแกนหลักของการแปลงพลังงาน และอุปกรณ์กำลังของซิลิกอนคาร์ไบด์มีข้อได้เปรียบเหนืออุปกรณ์ที่ใช้ซิลิกอน เช่น การสูญเสียการนำไฟฟ้าที่ต่ำกว่า ความถี่สวิตชิ่งที่สูงขึ้น และความทนทานของแรงดันไฟฟ้าในการทำงานที่สูงขึ้น พวกเขาสามารถบรรลุประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของระบบที่สูงขึ้น และสามารถให้ระยะการขับขี่ที่มากกว่าเมื่อใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ซิลิกอนที่มีปริมาณไฟฟ้าเท่ากัน ดังนั้นความต้องการการประยุกต์ใช้อุปกรณ์พลังงานซิลิคอนคาร์ไบด์ในยานพาหนะไฟฟ้าจึงมีความโดดเด่นมากขึ้น ในยานพาหนะไฟฟ้า การใช้งานอุปกรณ์จ่ายไฟซิลิคอนคาร์ไบด์มุ่งเน้นไปที่สองทิศทางเป็นหลัก: ทิศทางหนึ่งสำหรับอินเวอร์เตอร์ขับเคลื่อนมอเตอร์ (ตัวควบคุมมอเตอร์) และอีกทิศทางหนึ่งสำหรับระบบจ่ายไฟออนบอร์ด ซึ่งส่วนใหญ่รวมถึงระบบแปลงพลังงาน (บน- บอร์ด DC/DC), ระบบการชาร์จออนบอร์ด (OBC), ระบบปรับอากาศออนบอร์ด (PTC และคอมเพรสเซอร์) และด้านอื่นๆ

ตรรกะทางอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีของโมดูลพลังงานซิลิคอนคาร์ไบด์ในยานยนต์

ปัจจุบัน อุตสาหกรรมซิลิกอนคาร์ไบด์ทั่วโลกถูกครอบงำโดยสหรัฐอเมริกา ยุโรป และญี่ปุ่น โดยวัสดุซิลิกอนคาร์ไบด์ส่วนใหญ่มาจากบริษัทในอเมริกา ยุโรปมีห่วงโซ่อุตสาหกรรมที่สมบูรณ์ซึ่งครอบคลุมซับสเตรตซิลิคอนคาร์ไบด์ เอพิแทกซี อุปกรณ์ และการใช้งาน ในขณะที่ญี่ปุ่นมีข้อได้เปรียบชั้นนำในการพัฒนาชิป โมดูล และการใช้งานของซิลิคอนคาร์ไบด์ ปัจจุบันจีนมีห่วงโซ่อุตสาหกรรมซิลิกอนคาร์ไบด์ที่สมบูรณ์ และมีการแข่งขันระดับนานาชาติในด้านการเตรียมและการทดสอบวัสดุ ปัจจุบันบริษัทต่างชาติอยู่ในอันดับต้นๆ และบริษัทในประเทศยังไม่ได้สร้างส่วนแบ่งการตลาดที่มีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม ในด้านยานยนต์พลังงานใหม่ เนื่องจากจีนเป็นผู้นำในด้านการใช้พลังงานไฟฟ้าของรถยนต์ ตลาดในประเทศจึงกลายเป็นปัจจัยที่ดีสำหรับการเติบโตของบริษัทเซมิคอนดักเตอร์ในประเทศ

ปัจจุบัน บริษัทซิลิคอนคาร์ไบด์ระดับโลกกำลังสำรวจตลาดยานยนต์อย่างจริงจัง โดยมีการใช้งานหลักๆ ได้แก่ อุปกรณ์แยกพลังงานและโมดูลพลังงาน คุณลักษณะที่ยอดเยี่ยมของชิปซิลิคอนคาร์ไบด์จำเป็นต้องรับรู้ผ่านการเชื่อมต่อกับระบบบรรจุภัณฑ์และระบบวงจรที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่สมบูรณ์แบบ โมดูลพลังงาน MOSFET ซิลิคอนคาร์ไบด์ที่ผลิตผ่านการออกแบบระดับมืออาชีพและกระบวนการบรรจุภัณฑ์ขั้นสูง ปัจจุบันเป็นเทรนด์หลักในการใช้งานรถยนต์ไฟฟ้า

ยังมีต่อ...