Het rapport “
Automotive Semiconductors 2023-2033″ biedt een diepe duik in hoe megatrends in de auto-industrie, zoals elektrificatie en autonome voertuigen (AV), nieuwe groei en kansen bieden aan de halfgeleiderindustrie. Deze trends vereisen nieuwe componenten op voertuigen, zoals LiDAR in automatisering, en daarmee nieuwe halfgeleiders, zoals indiumfosfaatlaserzenders. Achttien componenten op het gebied van geavanceerde rijhulpsystemen, geautomatiseerd rijden, elektrificatie, communicatie en infotainment en algemene MCU-architecturen worden geanalyseerd op halfgeleiderinhoud en trends die van invloed zullen zijn op de gebruikte halfgeleidertechnologieën.
Halfgeleidertechnologie vormt de kern van alle moderne voertuigen. Hun aanwezigheid en prevalentie zijn de afgelopen decennia snel gestegen in de vorm van microcontrollers die nu bijna alle aspecten van de werking van voertuigen beheersen. Ze communiceren input, voeren actuations uit en voeren berekeningen uit over de hele auto. Dit heeft de perceptie van het publiek van voertuigen veranderd in “computers op wielen”. Het is niet verwonderlijk, en zoals te zien is in de onderstaande afbeelding, dat MCU’s voor auto’s de belangrijkste component zijn voor het genereren van halfgeleiderwaarde in het voertuig.
IdTechEx’s “Automotive Semiconductors 2023-2033” rapport constateert dat de waarde van MCU’s in voertuigen zal blijven groeien. Dit zal bijdragen aan een wafer-omzet CAGR van 9,4%, maar een groot deel van de groei zal worden aangedreven door de groeiende vraag naar halfgeleiders binnen geavanceerde rijhulpsystemen (ADAS), autonome voertuigen (AV) en voertuigelektrificatie. Niet alleen zullen deze nieuwe componenten extra MCU’s vereisen, maar de geavanceerde en intensieve verwerking die wordt uitgevoerd in geautomatiseerd rijden zorgt ervoor dat meer geavanceerde halfgeleidertechnologieën in het voertuig worden toegepast.
Halfgeleiders voor ADAS en autonome voertuigen, een snelgroeiende sector
ADAS en autonome voertuigen beloven een revolutie teweeg te brengen in de transportsector met de bovenmenselijke veiligheid die ze kunnen bieden. Deze bovenmenselijke mogelijkheden worden geleverd door een reeks sensoren en computers die afhankelijk zijn van geavanceerde halfgeleidertechnologieën om te functioneren en de beste prestaties te leveren. Als zodanig zullen ADAS en autonome voertuigen een grote zegen zijn voor de halfgeleidermarkt voor auto’s. Volgens de bevindingen van dit rapport zal de omzet van halfgeleiderwafers voor ADAS- en AV-toepassingen groeien met een 10-jarige CAGR van 29%. Er zijn drie factoren die samen deze hoge groeisnelheid stimuleren:
1. De opkomst en invoering van autonome voertuigen van SAE-niveau 3 en SAE-niveau 4 en de vereiste aanvullende sensoren.
2. Automotive sensoren overgaan naar meer geavanceerde halfgeleiders.
3. High performance computing komt naar voertuigen.
Dit rapport legt al deze trends in detail uit en hun impact op de halfgeleidermarkten. Van bijzonder belang is de groei van de vraag naar niet op silicium gebaseerde halfgeleiders,
Bron: IDTechEx
aangedreven door LiDAR. De meeste LiDARs werken tegenwoordig in het nabij-infrarood (NIR) gebied met een typische golflengte van 905nm, wat kan worden bereikt met siliciumfotodetectoren. De toekomst van LiDAR zal echter waarschijnlijk het kortegolf-infrarood (SWIR) -gebied gebruiken met een typische golflengte van 1.550 nm. Deze trend binnen de industrie wordt aangetoond door de overweldigende dominantie van 1.550nm LiDAR-aankondigingen in de onderstaande grafiek. Details met betrekking tot de superioriteit van 155nm LiDARs en de impact die de overstap heeft op de veranderende vraag naar verschillende halfgeleidertechnologieën worden in dit rapport behandeld.
Hoewel Tesla publiekelijk anti-lidar is geweest, gebruiken andere belangrijke spelers op het gebied van autonomie, zoals Waymo, Cruise, Daimler en Honda, allemaal LiDAR op hun sterk geautomatiseerde voertuigen. Sinds eind 2022 zijn er zelfs slechts twee voertuigen die zijn gecertificeerd voor SAE-niveau 3-gebruik (waarbij de aandacht van de bestuurder onder bepaalde voorwaarden niet vereist is) op de weg; de Mercedes S-Klasse en de Honda Legend. IDTechEx verwacht dat de komende 10 jaar nog veel meer high-end voertuigen de S-Klasse zullen volgen en dat level 3-technologieën op grote schaal beschikbaar zullen zijn. Dit zal natuurlijk de vraag naar halfgeleiders stimuleren voor alle sensortypen en computers die nodig zijn voor deze zeer geavanceerde voertuigen. Maar een andere belangrijke trend in de automarkt die de vraag naar halfgeleiders zal beïnvloeden, is elektrificatie.
Halfgeleiders voor elektrificatie van auto’s
De auto-industrie staat onder toenemende druk om te decarboniseren door middel van elektrificatie en in 2022 steeg de verkoop van elektrische voertuigen (EV) tot ongeveer 10% van alle verkopen van nieuwe voertuigen. EV’s zijn nu op weg uit de early adopter-fase en naar de vroege meerderheid en bredere verspreiding van de acceptatie. EV’s, hun vermogenselektronica en hun batterijpakketten brengen extra eisen met zich mee die meer groei binnen de halfgeleiderindustrie stimuleren.
OEM’s zijn altijd op zoek naar manieren om het bereik uit te breiden door de voertuigen efficiënter te maken en een manier die in populariteit toeneemt, is het verplaatsen van omvormers op basis van siliciumcarbide. Er zijn twee factoren die OEM’s van elektrische voertuigen zoals Tesla, Mercedes, Audi en Ford naar siliciumcarbide duwen. Ten eerste zijn sommige OEM’s van plan om over te stappen van 400V naar 800V-architecturen. De hogere spanning vermindert de hoeveelheid stroom die nodig is om hetzelfde vermogen te bereiken, dit betekent minder verspilling in het aandrijfsysteem door Ohmse verliezen en verhoogde efficiëntie. Siliciumcarbide is veel geschikter voor de hogere spanning en is daarom de verstandigste keuze dan Si. Echter, en de tweede reden voor adoptie, siliciumcarbide is ook efficiënter dan Si bij 400V, daarom zijn spelers zoals Tesla geïnteresseerd, ook al zou het moeite hebben om over te stappen naar 800V met zijn bestaande 400V supercharger-netwerk. Dit rapport behandelt de voor- en nadelen van silicium, siliciumcarbide en het nog meer ontluikende galliumnitride en legt uit hoe deze nieuwe technologieën de halfgeleiderwafermarkt zullen beïnvloeden.
Link magazine editie februari/maart 2023 | jaargang 25 thema: Volle buffers en toch tekorten. Lees Link digitaal of vraag een exemplaar op: mireille.vanginkel@linkmagazine.nl
De hier genoemde trends worden voorspeld over een periode van 10 jaar tot 2033, met wafervolumes, inkomsten en grondstofvraag via ADAS en AV, elektrificatiecommunicatie en infotainment en voertuig-MCU’s. Voor nog gedetailleerder detail is een database met meer dan 400 voorspellingslijnen beschikbaar met dit rapport. Het omvat 18 componenten, verdeeld over vier belangrijke voertuiggebieden, en rekening houdend met vier automatiseringsniveaus en drie verschillende aandrijflijntypen (ICE, EV en PHEV), waardoor wafervolumes, inkomsten, vraag naar grondstoffen en meer worden geboden.
Belangrijkste aspecten
Technologische trends die van invloed zijn op de vraag naar halfgeleiders
- Supply en waardeketen structuur
- Analyse van technologietrends van belangrijke halfgeleiderspelers en automotive-strategie om op de hoogte te blijven van de nieuwste ontwikkelingen
- Gedetailleerd overzicht van waar halfgeleiderproducten worden gebruikt in de rijhulp- en geautomatiseerde rijsystemen
- Trends in sensoren die de vraag naar verschillende halfgeleidertechnologieën in de toekomst zullen veranderen
- Trends in elektrificatie die de vraag in de toekomst van Si naar SiC en GaN zullen verschuiven
- Overzicht van voertuigcommunicatie en trends in de cabine
Marktprognoses:
10-jarige granulaire marktprognoses van
- 300mm equivalente wafer volumes (Si, InP, GaN en meer)
- Omzet halfgeleiderwafers (Si, InP, GaN en meer)
- Grondstofvraag voor Si, In, P, Ga, Ge en meer
10-jaars marktprognoses uitgesplitst naar
- SAE autonoom niveau (0-2, 3, 4, 4 – robotaxis)
- ADAS en autonome eindpunttechnologie (radar, LiDAR, camera, MCU’s)
- Elektrificatie (BEV vs PHEV)
Als u vragen heeft over dit rapport, aarzel dan niet om contact op te nemen met ons rapportteam op
research@IDTechEx.com
