
Tesla est en train de développer un nouveau groupe motopropulseur pour les véhicules électriques (VE) économiques qui pourrait utiliser 75 % de MOSFETs SiC en moins.
L’annonce a envoyé une onde de choc sur les marchés financiers et a incité certaines entreprises à réagir avec une analyse plus détaillée.
Le point clé est que le groupe motopropulseur, qui devrait être une conception IBGT hybride SiC-silicium de plus faible puissance dans un module personnalisé, sera untilisé dans des VE moins chères à partir de 2025 au plus tôt. Cela augmentera le volume de véhicules électriques vendus à mesure que les véhicules à moteur à combustion traditionnels seront supprimés après 2030. L’augmentation de la puissance signifiera des composants plus gros, et l’augmentation du volume signifiera également que davantage de wafers seront fabriqués.
« Tesla a annoncé qu’elle utiliserait 75 % de SiC en moins dans ses prochains VE, ce qui pouurait être un désastre pour l’industrie du SiC. C’est inquiétant en première analyse car cela suggére une révision à la baisse potentiellement drastique du marché adressable du SiC », ont déclaré les analystes d’Oddo.
« Les modules onduleurs de Tesla datent de 2017 et contiennent chacun 48 MOSFET SiC. Les modules les plus récents du marché en contiennent 12, soit 75% de moins… c’est justement le chiffre évoqué par Tesla. Tesla pourrait donc bien utiliser cette mise à jour pour s’aligner sur les standards les plus avancés du marché, mais probablement pas avant 2024 ou 2025.
« Mais cela signifierait surtout que cette tendance traditionnelle à la miniaturisation et à la diminution du nombre de composants est déjà connue et intégrée dans les plans de montée en puissance des principaux équipementiers et fabricants de wafers, de puces et de modules SiC, et que cette annonce ne fait que prendre en compte cette évolution et n’affectera donc pas les perspectives du marché.
Le fabricant américain Aehr Tes Systems d’équipements de fabrication SiC en Californie a été particulièrement touché par les réactions à l’annonce de Tesla, tandis que ST Microelectronics, l’actuel fournisseur de composants SiC à Tesla, a été moins touché.
« Aehr tient à préciser que malgré les déclarations de Tesla hier, Aehr ne s’attend pas à une réduction de 75 % du marché total des wafers de carbure de silicium », a déclaré Gayn Erickson, président et CEO d’Aehr Test Systems.
« En résumé, nous pensons que l’annonce de Tesla n’a pas d’impact significatif sur le marché, ni à la hausse ni à la baisse, car ils ajoutent un nouveau groupe motopropulseur offrant la moitié de la puissance à utiliser sur une nouvelle plate-forme à moindre coût qui augmentera les opportunités de marché pour Tesla et aidera à augmenter les volumes, en particulier sur les marchés cibles à faible coût tels que la Chine, mais aussi aux États-Unis et dans le monde entier. Le passage à des puces plus grandes à conditionner sous forme de module est considéré comme un avantage pour Aehr car le marché total disponible pour des tests deswafers et de solutions de burn-in augmentera.
La société fabrique des systèmes de test de burn-in pour les wafers, les puces discrètes et les boîtiers, et a installé plus de 2 500 systèmes dans le monde pour les marchés de l’automobile et de la mobilité.
« En fait, Telsa a précisé que la réduction de 75 % s’applique uniquement aux systèmes de nouvelle génération qui seront montés sur la nouvelle plate-forme de VE, qui est toujours en développement avec une date de livraison initiale qui n’a pas encore été annoncée. Tesla a précisé que cela n’aura pas d’impact sur les plates-formes des VE hautes performances actuelles, y compris les véhicules Model S/X et Model 3/Y ».
« De plus, nous pensons que les nouvelles puces seront de 100 A par composant contre 50 A aujourd’hui et probablement au moins 50 % plus grandes en surface ; par conséquent, le nombre de wafers nécessaires sera moins impacté. Ceci est important car le marché total disponible d’Aehr est principalement déterminé par le nombre de wafers requis, et non par le nombre de puces.
« Les plates-formes actuelles des modèles S/X et 3/Y ont aujourd’hui un onduleur utilisant un redresseur en demi-pont sur chacune des trois phases utilisées pour alimenter le moteur. Les deux plates-formes et les deux modèles de chaque plate-forme utilisent tous le même onduleur qui utilise 24 composants en carbure de silicium qui ont chacun deux puces SiC dans chaque boîtier. Ces 48 puces SiC peuvent fournir 400 A sur le système 400 V pour entraîner le moteur à une puissance spécifiée de 160 kVA (400 V fois 400 A = 160 kVA).
« Les semiconducteurs SiC pour l’onduleur des modèles 3, Y, S et X actuels ont été initialement sélectionnés en 2017 et utilisés avec l’introduction du modèle 3 en 2018. Il s’agissait de générations antérieures de SiC et avaient une densité de courant plus faible par unité de surface. Ils ont également été spécifiés à un courant plus faible que les MOSFET SiC typiques d’environ 100 A utilisés dans d’autres modules en SiC tels que ceux utilisés par d’autres constructeurs automobiles.
« Les MOSFET SiC 100A sont également le » point idéal « pour le rendement, car il a été largement rapporté que les composants dépassant 100A par puce ont une baisse de rendement rapide avec un courant plus élevé en raison de la densité de défauts des matériaux en carbure de silicium.
« Un onduleur composé de 12 puces SiC de 100 A fournirait un triphasé de 200 A, 400 V, soit 80 kVA et créerait un groupe de traction économique qui ne ferait que la moitié de la puissance des modèles actuels de Tesla.
« De l’avis d’Aehr, mettre un onduleur modèle 3 dans un véhicule « modèle 2 » moins performant semble superflu et inutile. Il est également important de comprendre qu’un composant de 100 A utilisant la génération actuelle de puces SiC est environ 50 % plus grand que les composants utilisés dans les onduleurs Telsa actuels. Ainsi, alors que ce nouvel onduleur de 80 kVA aux performances inférieures n’utilise que 12 puces, soit 75 % de moins que la conception actuelle à 48 puces, les puces elles-mêmes sont estimées être environ 50 % plus grandes, ou nécessitent 50 % de wafers en plus pour le même nombre de puces.
Tesla prévoit également d’utiliser un nouveau package de module personnalisé propriétaire, en achetant des puces nues auprès de plusieurs fabricants. Ceci est positif pour des fournisseurs tels que STMicroelectronics, Infineon, Wolfspeed et onsemi. ST a intensifié sa R&D et sa fabrication de modules et pourrait bien être un fournisseur pour cela également.
« Aehr considère cela comme une feuille de route naturelle et cohérente avec les feuilles de route énoncées par les principaux fabricants de SiC où les onduleurs de véhicules électriques vont migrer vers des modules multi-puces pour réduire les pertes de conversion de puissance, améliorer les performances thermiques, simplifier la conception et réduire le coût global du système d’onduleur. »
« Alors que les entreprises migrent vers des modules en SiC avec plusieurs puces dans un seul module, le besoin de test et de burn-in au niveau des wafers devient essentiel pour garantir la qualité et la fiabilité du véhicule.
Ceci est soutenu par d’autres analystes qui avaient souligné que les dispositifs SiC actuels sont trop chers, d’où la volonté d’augmenter la capacité, comme les usines de wafers en cours de construction par ST à Catane, onsemi en République tchèque et Wolfspeed aux États-Unis.
« Le prix de l’action de l’ensemble de la chaîne d’approvisionnement du SiC a été sous pression suite à l’annonce de Tesla selon laquelle sa nouvelle plate-forme d’entraînement utilisera 75 % de SiC en moins. Nous considérons cette annonce comme une nouvelle opportunité pour le marché du SiC alors qu’il entre sur le marché des VE bas de gamme. Nous avons parlé à la fois à ST et à onsemi et nous avons vu plus d’avantages pour la croissance de leurs revenus », ont déclaré les analystes d’Exane.
« Nous pensons que cette solution ouvre la voie pour l’adoption massive des VE et augmente de manière significative le marché total adressable pour le SiC. »
« Bien que nous ayons une visibilité limitée sur la stratégie SiC de Tesla à l’avenir, STM a fermement réitéré ses objectifs SiC à court et moyen terme, montrant que la direction semble avoir une assez bonne compréhension de la situation et qu’il y a peu d’inconvénients sur 2023-25 », ont déclaré des analystes chez Kepler. La visibilité au-delà de 2025 lorsque la prochaine unité d’entraînement pourrait monter en puissance est plus limitée, même si rien n’est sûr à ce stade.
« Nous pensons que Tesla est également susceptible d’utiliser les wafers SmartSiC de Soitec, ce qui pourrait réduire la taille des puces SiC d’environ 20% », ont déclaré les analystes de Jeffries. « Le moment de l’introduction de la nouvelle plate-forme est inconnu, mais nous ne nous attendons pas à ce que des fournisseurs comme STM et onsemi voient un impact négatif en 2023 ou même 2024.
« L’approche de Tesla est également susceptible d’être copiée par d’autres OEMs. Dans l’ensemble, nous prévoyons une forte croissance des volumes de SiC au cours des 5 prochaines années en raison de sa pénétration croissante des véhicules électriques, dans un contexte de forte croissance sous-jacente des véhicules électriques. Cependant, la croissance au-delà de 2024 pourrait être légèrement inférieure aux attentes, tandis que les prix pourraient subir des pressions en cas de surcapacité.
www.st.com; www.onsemi.com; www.wolfspeed.com; www.infineon.com
