Vào ngày 2 tháng 3, nhiều công ty chip ô tô đã chứng kiến giá cổ phiếu của họ giảm trên Sàn giao dịch chứng khoán New York. STMicroelectronics và Wolfspeed đã thấy giá cổ phiếu của công ty giảm tương ứng là 2,43% và 6,98% một cách dễ chấp nhận. Nguyên nhân là do Tesla đã thông báo vào ngày hôm trước rằng họ có kế hoạch giảm đáng kể số lượng IC quản lý năng lượng silicon carbide (SiC) mà họ sử dụng để cắt giảm chi phí.
Bất chấp sự thất bại này và thông báo của Tesla, nhu cầu về chip SiC dự kiến sẽ tăng lên trong tương lai khi ngày càng có nhiều phương tiện xe điện được tung ra thị trường và ngày càng có nhiều trạm sạc được xây dựng. Vì vậy, vấn đề lớn với chip SiC là gì?
Chất bán dẫn SiC đã được chú ý cách đây 40 năm. Vào những năm 1980, SiC được coi là vật liệu có thể vượt qua các giới hạn đặc tính của silicon vì nó có thể chịu được nhiệt độ cao hơn và điện áp cao hơn. Nghiên cứu bắt đầu một cách nghiêm túc vào những năm 1990 khi không có đủ công nghệ để tạo ra các tấm wafer đơn tinh thể và epitaxy.
Quá trình thương mại hóa bắt đầu vào đầu những năm 2000, với ngày càng nhiều công ty sản xuất tấm bán dẫn SiC xuất hiện. Năm 2002, một tấm wafer SiC 2 inch được giới thiệu; vào năm 2011, một tấm wafer SiC 4 inch đã được ra mắt và vào năm 2016, tấm wafer SiC 6 inch, hiện đang là xu hướng chủ đạo, đã được tung ra thị trường.
SiC có vùng cấm rộng gấp ba lần là 3,26eV so với silicon (Si), cho phép nó hoạt động ở nhiệt độ cao. Điểm đánh thủng màng mỏng của nó cao gấp mười lần so với Si, cho phép nó hoạt động ở điện áp cực cao. Về khả năng dẫn nhiệt, nó vượt trội gấp bốn lần so với Si, nghĩa là nó không cần nhiều điện năng để làm mát. Vì những lý do này, chất bán dẫn SiC đang có nhu cầu cao từ xe điện, hàng không vũ trụ và các ngành công nghiệp tiên tiến khác.
Sự tăng trưởng nhanh chóng của thị trường EV hiện là động lực tăng trưởng chính của thị trường SiC. Điều này là do hệ thống pin của EV đang chuyển đổi từ 400V sang 800V. Điện áp cao hơn có nghĩa là thời gian sạc pin nhanh hơn nhưng cũng khiến pin dễ bị hỏng hóc hơn. Đây là lúc chip SiC bước vào.
Trong xe điện, chip SiC đặc biệt có nhu cầu sử dụng cao trong các bộ biến tần chính, giúp chuyển đổi DC từ bộ pin thành AC để vận hành động cơ. SiC có tổn thất chuyển mạch ít hơn so với Si. Vì lý do này, Tesla hiện đang sử dụng IC quản lý năng lượng SiC của STMicroelectronics trên các hệ thống biến tần của mình.
Nhưng vấn đề là giá cả. Một tấm wafer SiC 6 inch hiện có giá cao gấp mười lần so với một tấm wafer Si 8 inch.
Đây là lý do tại sao vào tháng 3, Tesla đã thông báo rằng họ sẽ giảm 75% việc sử dụng IC quản lý năng lượng SiC, trong khi nhiều người kỳ vọng công ty sẽ bắt đầu sử dụng IGBT cổng cách điện Si rẻ hơn trên các mẫu ô tô cấp thấp của mình.
Nhưng bất chấp sự thất bại ngắn hạn này, nhu cầu về IC quản lý nguồn SiC dự kiến sẽ chỉ tăng trong dài hạn. Theo công ty phân tích TrendForce, thị trường chip dự kiến trị giá 2,275 tỷ USD trong năm nay, tăng trưởng 41,4% so với năm 2022. TrendForce dự kiến thị trường sẽ tăng trưởng trung bình 32,9% mỗi năm cho đến năm 2026, khi dự kiến sẽ trị giá 5,328 tỷ USD.