Silisyum Karbür (SiC) Güç Cihazı Pazarının Yükselişi ve Görünümü

Silisyum karbür (SiC) güç cihazları, geleneksel silikon malzemelerle karşılaştırıldığında birçok önemli avantaj sunan, SiC olarak bilinen üstün bir yarı iletken malzemeden yararlanır.

Avantajları, daha yüksek sıcaklık ve voltaj altında çalışma, anahtarlama sırasında enerji tüketimini azaltma ve elektronik sistemlerin genel verimliliğini artırma gibi çığır açan teknik performansından kaynaklanmaktadır. SiC'nin mükemmel termal kararlılığı aynı zamanda aşırı koşullarda güvenilir bir şekilde çalışmasına olanak tanır ve bu da onu yüksek güçlü uygulamalar için çok uygun hale getirir.

SiC cihazları çok çeşitlidir ve Bipolar Bağlantı Transistörleri (BJT'ler), Alan Etkili Transistörler (FET'ler) ve diyotları içerir; bunların tümü SiC malzemesinin benzersiz özelliklerini en üst düzeye çıkarmak için tasarlanmıştır.

SiC cihazları, yüksek performanslı çözümlere olan talebin artmasıyla birlikte yenilenebilir enerji, güç elektroniği, otomotiv ve telekomünikasyon gibi sektörlerde giderek daha fazla kullanılıyor.Özellikle otomotiv sektöründe araçların elektrikli hale gelmesiyle birlikte elektrik enerjisini yöneten SiC cihazlarına olan ihtiyaç da artıyor. Örneğin, elektrikli tahrik sistemleriyle donatılmış araçlar, sürüş mesafelerini optimize etmek ve araç performansını artırmak için gelişmiş güç çözümlerine ihtiyaç duyar.

1. SiC Piyasasının Büyümesini Sağlayan Faktörler

Silisyum karbür güç cihazı pazarının büyümesine çeşitli faktörler yön veriyor. İlk olarak, artan çevresel farkındalık, endüstrileri çevresel etkiyi en aza indirmek için daha verimli enerji çözümleri aramaya teşvik ediyor ve bu da enerji tasarruflu SiC cihazlarını özellikle çekici hale getiriyor.

Ek olarak, yenilenebilir enerji sektörünün genişlemesi, güneş paneli hücreleri ve rüzgar türbinleri gibi büyük miktarlarda enerjiyi verimli bir şekilde kullanabilen ve dönüştürebilen daha fazla güç ekipmanı gerektirir; bunlar, SiC cihazlarının geliştirilmiş verimliliğinden önemli ölçüde faydalanabilir.

Elektrikli araçların artan popülaritesi, güç elektroniği bileşenlerine olan talebi de artırıyor. 2030 yılına gelindiğinde hem elektrikli araçların hem de SiC pazarının yaygın bir büyüme yaşayacağı öngörülüyor.Mevcut veriler, elektrikli araç pazarının 2030 yılına kadar yıllık bileşik büyüme oranı (CAGR) kadar hızla artacağını ve satış hacminin 2022'nin dört katı olan 64 milyon adede ulaşmasının beklendiğini gösteriyor..

Böylesine canlı bir pazar ortamında, elektrikli araçlara yönelik hızla artan talebe ayak uydurabilecek elektrikli tahrik sistemi bileşenlerinin tedariğinin sağlanması hayati önem taşıyor. Geleneksel silikon bazlı ürünlerle karşılaştırıldığında, elektrikli araç güç sistemlerinde (özellikle dönüştürücülerde), DC-DC dönüştürücülerde ve yerleşik şarj cihazlarında kullanılan SiC metal oksit yarı iletken alan etkili transistörler (MOSFET'ler), daha yüksek anahtarlama frekansları sunabilir.

Bu performans farkı, verimliliğin artmasına, daha uzun araç menziline ve akü kapasitesi ile termal yönetimdeki genel maliyetlerin azalmasına katkıda bulunur. Üreticiler ve tasarımcılar gibi yarı iletken endüstrisi katılımcıları ve otomotiv endüstrisi operatörleri, elektrikli araç pazarında değer yaratmak ve rekabet avantajı kazanmak için büyüyen fırsatları değerlendirmede kilit güçler olarak görülüyor ve elektrifikasyon çağında önemli zorluklarla karşı karşıya kalıyorlar.

2.Elektrikli Araç Alanındaki Sürücüler

Şu anda küresel silisyum karbür cihaz endüstrisi yaklaşık iki milyar ABD doları tutarında bir pazarı temsil etmektedir. 2030 yılına gelindiğinde bu rakamın 11 ila 14 milyar ABD doları arasına çıkması ve yıllık bileşik büyüme oranının %26 olması bekleniyor.. Elektrikli araç satışlarındaki patlayıcı büyüme, invertörün SiC malzemelerini tercih etmesiyle birleştiğinde, elektrikli araç sektörünün gelecekte SiC güç cihazı talebinin %70'ini karşılayacağını gösteriyor. Elektrikli araçlara olan güçlü iştahıyla Çin'in, yerli elektrikli araç imalat sanayinin silisyum karbür talebinin yaklaşık %40'ını karşılaması bekleniyor.

Özellikle elektrikli araçlar (EV'ler) alanında, Bataryalı Elektrikli Araçlar (BEV'ler), Hibrit Elektrikli Araçlar (HEV'ler) veya Fişli Hibrit Elektrikli Araçlar (PHEV'ler) gibi çeşitli tahrik sistemlerinin yanı sıra voltaj 400 volt veya 800 volt seviyeleri SiC uygulamasının avantajlarını ve kapsamını belirler. 800 voltta çalışan saf elektrikli araç güç sistemlerinin, en yüksek verimlilik arayışı nedeniyle SiC tabanlı invertörleri benimseme olasılığı daha yüksektir.

Saf elektrikli modellerin, 2022'deki %50 seviyesinden 2030 yılına kadar toplam EV üretiminin %75'ini oluşturması bekleniyor.. HEV'lerin ve PHEV'lerin pazar payının kalan %25'ini işgal etmesi bekleniyor. O dönemde 800 volt güç sistemlerinin pazara girme oranının yüzde 50'yi aşacağı tahmin edilirken, 2022'de bu rakam yüzde 5'in altındaydı.

Rekabetçi pazar yapısı açısından, SiC alanındaki kilit oyuncular, mevcut pazar yoğunlaşmasının desteklediği bir eğilim olan dikey olarak entegre bir modeli tercih etme eğilimindedir.Şu anda pazar payının yaklaşık %60-65'i birkaç lider firmanın kontrolündedir. 2030 yılına kadar Çin pazarının SiC tedarik alanında lider konumunu koruması bekleniyor.

3.6 İnç'ten 8 İnç Çağına

Şu anda Çin'deki SiC levhaların yaklaşık %80'i ve cihazların %95'inden fazlası yabancı üreticiler tarafından tedarik ediliyor. Plakalardan cihazlara dikey entegrasyon, %5 - %10 üretim artışı ve %10 - %15 kar marjı artışı sağlayabilir.

Mevcut geçiş, 6 inçlik levha üretiminden 8 inçlik levha kullanımına geçiştir. Bu malzemenin benimsenmesinin 2024 veya 2025 civarında başlaması bekleniyor ve 2030 yılına kadar %50'lik bir pazar penetrasyon oranına ulaşması bekleniyor. Amerika Birleşik Devletleri pazarının da 2024 ve 2025 yılları arasında 8 inçlik levhaların seri üretimine başlaması bekleniyor.

Başlangıçta düşük üretim hacimleri nedeniyle yüksek fiyatlara rağmen, üretim süreçlerindeki ilerlemeler ve yeni teknolojilerin benimsenmesi sayesinde 8 inçlik plakaların önümüzdeki on yılda büyük üreticiler arasındaki eşitsizliklerin daralması bekleniyor. Sonuç olarak, 8 inçlik levhaların üretim hacimlerinin, pazar talebini ve fiyat rekabetini karşılamak için hızla artması ve aynı zamanda daha büyük levha boyutlarına yükseltme yoluyla maliyet tasarrufu sağlaması öngörülüyor.

Ancak silisyum karbür güç cihazı pazarının geleceğine ilişkin geniş beklentilere rağmen büyüme yolu zorluklar ve fırsatlarla doludur. Bu pazarın hızlı büyümesi, enerji verimliliğinin iyileştirilmesine, teknolojik ilerlemeye, uygulama performansının arttırılmasına ve çevresel sürdürülebilirliğe verilen önemin artmasına küresel olarak vurgu yapılmasına bağlanabilir.

4.Zorluklar ve Fırsatlar

SiC'nin büyüme yörüngesi, tüm değer zinciri boyunca zengin fırsatlar sunan elektrikli araçlara olan talebin sürekli artmasıyla besleniyor. Bu gelişen teknoloji, güç elektroniği endüstrisinin manzarasını yavaş yavaş yeniden şekillendiriyor ve geleneksel silikon bazlı cihazlara göre önemli avantajlar sağlıyor.

Elektrikli araçların hızla yaygınlaşması ve SiC'nin bu gelişen pazardaki kritik rolü, tüm endüstri zincirindeki tüm katılımcıları derinden etkiledi. Bu kuruluşların sürekli gelişen SiC pazarındaki konumları, çeşitli faktörlerin dikkate alınmasını gerektirmektedir. Günümüzün yarı iletken pazarı, pazar dinamiklerine hızlı tepki verme kapasitesiyle daha olgunlaşmış durumda.

Bu koşullar altında sektördeki tüm firmalar, değişikliklerin sürekli izlenmesinden ve esnek strateji ayarlamalarından yararlanabilir. Üstel büyümeye rağmen SiC pazarı hala yüksek üretim maliyetleri ve büyük ölçekli uygulama potansiyelini kısıtlayan üretim karmaşıklıkları gibi zorluklarla karşı karşıyadır. Ancak araştırma ve geliştirmeye devam eden inovasyon ve yatırım, maliyetlerin azaltılmasına ve cihaz dağıtımının artmasına katkıda bulunuyor.

Tedarik zinciri, cihaz tedariğinden plaka üretimine ve sistem entegrasyonuna kadar SiC için başka bir zorluk teşkil ediyor. Bu aşamalardaki herhangi bir bağlantı, jeopolitik veya arz güvenliği hususlarından dolayı, daha uyarlanabilir satın alma stratejilerinin yeniden tasarlanmasını gerektirebilir.

Fırsat cephesinde, dijitalleştirme, yapay zeka ve Nesnelerin İnterneti gibi gelişen teknolojilerin ilerlemesiyle birlikte, SiC güç cihazlarının önemli bir rol oynamasıyla daha gelişmiş güç çözümlerine yönelik pazar talebi sürekli artıyor.SiC teknolojisinin sürekli ilerlemesi, birçok sektörde yaygın bir etki yaratacak ve güç elektroniği endüstrisinin geleceğini şekillendirecek. Eş zamanlı olarak teknolojik yenilik ve maliyet düşüşü, SiC teknolojisini daha erişilebilir hale getirecek ve elektronik pazarında daha geniş bir uygulamanın önünü açacak..**