Eモビリティのための完全垂直統合型シリコンカーバイド(炭化ケイ素)エコシステム

著者:  Pramod Patil  - 10-28-2022 

厳しい排ガス規制、より包括的なEVオプション、DC急速充電(DCFC)インフラへのアクセスの容易さ、および全体的な所有コストの削減が、電気自動車(EV)市場の成長を後押ししています。また、消費者のグリーン・イニシアティブに対する意識の変化も、この成長に拍車をかけています。

 

国際エネルギー協会(IEA)の報告書によると、パンデミックにもかかわらず、EV市場は2020年に41%の成長を遂げました。対照的に、純粋な内燃機関(ICE)ベースの自動車は、販売台数が16%減少しました。この成長の勢いは今後も続くでしょう。市場調査のコンセンサスは、今後5年間で消費者向け乗用車のほぼ50%が電動化されるとのことです。

 

EV/ IC breakdown: Credit Suisse – Mar 26, 2021 – Global Semiconductor Sector – Automotive semis – Powering the EV megatrend – Report SiC onsemi estimates

出典:EV/ IC の内訳: クレディスイス - 2021年3月26日 - 世界半導体セクター - 車載用半導体 - EVメガトレンドを牽引する - レポート SiCオンセミ推定値

 

EV市場が雪だるま式に拡大する中、毎年新しい専業企業が参入しています。従来の自動車メーカーは現在のICE工場を転換し、EVをベースとしたモデルに軸足を移して競争に挑んでいます。この市場ではアメとムチの両方が効果を発揮しています。この爆発的な需要を取り込み、収益を大きく伸ばすのがアメで、逆に排出削減期限を過ぎた場合の高額な罰金がムチです。

車両電動化の核心を担うシリコンカーバイド(SiC)

個々のSiCコンポーネントは、シリコンデバイスよりも高価です。しかし、SiC ベースのソリューションは、SiCデバイスの効率と、高電圧、高温、高周波数で動作できるため、一般にシステムレベルでのコストが低くなります。優れた熱効率により、ヒートシンクなどの小型受動部品をSiCベースのデバイスと組み合わせて使用できます。

これらの明確な利点により、SiCは車両電動化の中心的な役割を担っています。航空宇宙、防衛エネルギーインフラセグメントなど、他の産業もSiCに投資しています。市場の見通しに基づくと、SiCの獲得可能な最大市場規模は、2021年の20億ドルから2026年には65億ドルに成長すると予測されており、その間の年平均成長率は33%なので、SiCの需要が供給を上回ると想定しても問題ないでしょう。

近年、グローバルなマクロイベントがチップサプライチェーン全体に大きな影響を与える可能性があることが指摘されています。SiCも例外ではありません。物不足やリードタイム危機は、収益損失や政府指令による排出削減目標の未達成など、さまざまな形で顧客に悪影響を与える可能性があります。供給リスクの軽減は最も重要であり、自動車メーカーは垂直統合されたSiCサプライヤと提携する利点を無視することはできません。

オンセミはこの問題をどのように解決できるか

何十年もの間、オンセミは自動車メーカーや他社ブランド製造メーカー(OEM)の信頼できるパートナーとして、インテリジェントな電力およびセンシングソリューションを提供してきました。オンセミは、業界パートナーがEV市場における収益の伸びを十分に享受できるようにするために、SiCを中核戦略として位置付けています。オンセミは、SiCベースのソリューション、エコシステムのサポート、および供給能力の幅と深さを拡大するために、これまで以上に投資しています。

オンセミの完全に垂直統合されたサプライチェーン – 単結晶からシステムまで

サプライチェーンは、当社のニューハンプシャー州ハドソン工場で、単結晶炭化ケイ素材料を成長させることから始まります。工場内の基板上に薄いエピ層が成長すると、いくつかのデバイス処理ステップを経た後、最終製品がパッケージ化されます。製造プロセス全体がエンドツーエンドで垂直統合されており、完全な信頼性および品質テストを実施して、欠陥ゼロの製品が保証されます。

垂直統合されたサプライチェーンには、スケーリングの容易さ、品質、コスト管理など、いくつかの利点があります。オンセミは、すべての製品を100%定格電圧および175°Cで認定しています。また、これらのデバイスは100%アバランシェ定格であり、本質的なゲート酸化膜の信頼性を備えており、宇宙放射線試験を受けています。追加の品質保証は、エピタキシャル成長前後に実施する欠陥検査です。垂直統合はバリューチェーン全体を通じた迅速なフィードバックにより、生産フットプリントの迅速なスケールアップとプロセスの最適化に役立ちます。

SiC workflow

 

 

オンセミの車両電動化向けSiCソリューションおよびDCFCインフラ

オンセミ は車両の電化向けに多数のSiCソリューションを提供しており、お客様はシステム要件に基づいて、ディスクリートまたはモジュールソリューションを柔軟に選択できます。製品提供には、SiCダイオードSiC MOSFETSiC モジュール、そしてシリコンとSiCのハイブリッドモジュールなど、幅広い選択肢が含まれます。オンセミは、世界クラスの自動車およびDCFC設計の専門家、エコシステム設計ツール一式、および物理的かつスケーラブルなSPICEモデルの詳細な技術文書を提供し、設計と開発の各ステージでお客様をサポートします。(当社のSiC MOSFETs SPICE モデルSiCダイオードSPICEモデルをお試しください。)

結論として、SiCはバッテリーの充電とモーターの駆動において重要な役割を担っています。SiCに基づくソリューションは、より大きな電力と高い効率を実現しており、さらなる進歩が期待できます。SiCの需要が増大する中、適切なサプライヤとパートナーを選択することが不可欠です。オンセミは、高効率でインテリジェントなパワーソリューションの幅と深さにより、独自の価値提案を提供します。オンセミは、長年にわたる製造の専門知識、多額の設備投資による垂直化、研究開発の拡大により、お客様の目標達成を支援します。

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