Почему карбид кремния выведет производительность электромобилей на новый уровень

Jun 08, 2023

Porsche Taycan был одним из первых электромобилей, в которых использовался инвертор на основе карбида кремния и электрическая система на 800 В, после Tesla Model 3.

Карбид кремния, древний материал, случайно обнаруженный в 1891 году изобретателем, надеявшимся производить синтетические алмазы, быстро становится критически важным для электромобилей, при этом крупнейшие мировые поставщики инвестируют миллиарды, чтобы гарантировать, что они смогут выполнить ожидаемую волну заказов на инверторы для электромобилей от автопроизводителей. .

Чипы, изготовленные из карбида кремния (SiC) — одного из самых твердых материалов в мире после алмазов — лежат в основе инверторов нового поколения, важнейшего связующего звена между постоянным током аккумуляторов и переменным током, используемым электродвигателями.

Чипы карбида кремния для инверторов имеют ряд преимуществ по сравнению с чипами на основе кремния.

«Благодаря карбиду кремния по сравнению с кремнием вы можете значительно повысить свою эффективность», — заявил генеральный директор BorgWarner Фредерик Лиссальд в интервью Automotive News Europe. BorgWarner инвестировала 500 миллионов долларов в американскую компанию Wolfspeed в сделку, которая позволит поставщику ежегодно закупать чипы из карбида кремния на сумму до 650 миллионов долларов.

«Благодаря всем преимуществам этой технологии рыночный спрос на устройства на основе карбида кремния в ближайшие годы будет расти с головокружительной скоростью», — сказал в интервью Клаудио Виттори из S&P Global Mobility. Это «тревожно с точки зрения спроса и предложения», добавил он.

По данным S&P, инверторы на основе карбида кремния будут доминировать к 2034 году, а их объем будет расти ежегодно на 32 процента. Виттори сказал, что сначала они появятся на автомобилях премиум-класса и класса люкс с электрическими системами на 800 В, а затем перейдут на основные модели с системами с более низким напряжением.

Помимо инверторов, чипы SiC также будут использоваться во встроенных зарядных устройствах и преобразователях постоянного тока, добавил он.

Визуализация планируемого завода по производству чипов из карбида кремния ZF-Wolfspeed, который будет построен в регионе Саар в Германии.

ZF идет даже дальше, чем BorgWarner, становясь партнером Wolfspeed в «фабрике по производству пластин» стоимостью 3 миллиарда долларов, которая будет производить 200-миллиметровые пластины из карбида кремния, а также будет иметь центр исследований и разработок в немецком регионе Саар.

«Карбид кремния — это ответ на некоторые из самых больших проблем нашего времени: энергосбережение и изменение климата», — заявил в апреле Грегг Лоу, генеральный директор Wolfspeed, на заводском объявлении с ZF и немецкими официальными лицами. «Благодаря полупроводникам из карбида кремния электромобили могут двигаться дальше и заряжаться быстрее, помогая ускорить переход от бензиновых автомобилей к полностью электрическим транспортным средствам».

В декабре Лоу сообщил The Financial Times, что рынок силовых полупроводников SiC может расти на 14 процентов в год до 2030 года. «Все мы будем работать так быстро, как только сможем, пытаясь догнать спрос», — сказал он.

ZF также подписала соглашение с STMicroelectronics на поставку карбидокремниевых чипов для своих инверторов с 2025 года — объем заказов исчисляется «двузначными миллионами», заявили компании в апреле.

«С помощью карбида кремния мы можем оптимизировать систему на 5 процентов, и это немало для электрической мобильности», — сказал Отмар Шаррер, руководитель отдела разработки электрифицированных силовых агрегатов ZF, в интервью Automotive News Europe.

Infineon и Stellantis подписали меморандум о взаимопонимании в сентябре прошлого года, согласно которому немецкий производитель микросхем зарезервирует производство SiC во второй половине десятилетия для собственных поставщиков автопроизводителя, в рамках сделки стоимостью более 1 миллиарда евро.

Среди крупных недавних сделок компания Robert Bosch в апреле купила TSI, калифорнийского производителя чипов из карбида кремния, и заявила, что инвестирует 1,5 миллиарда долларов в модернизацию завода TSI для производства чипов SiC для электромобилей к 2026 году.

19 июня Vitesco заявила, что подписала с Rohm соглашение о поставках чипов из карбида кремния для своих инверторов на сумму более 1 миллиарда долларов до 2030 года, а серийное производство должно начаться в 2024 году для «двух крупных клиентов».