Wie wir alle wissen, verwendet der Hauptantrieb des Tesla Model 3 ein vollständiges Siliziumkarbidmodul, was den Weg für die Massenanwendung von Siliziumkarbid ebnete. Bislang wurden weltweit fast eine Million Einheiten des Model 3 verkauft, und es ist seit drei Jahren in Folge Weltmarktführer. Dies beweist, dass der Einsatz von Siliziumkarbid in Autos technologisch, industriell und markttechnisch keine Probleme mit sich bringt. Die überlegene Leistung von Siliziumkarbidmodulen kann die Reichweite des Fahrzeugs um 5–10 % erhöhen, die Beschleunigung beschleunigen, das Laden beschleunigen und den Energieverbrauch senken (bei Verwendung eines Siliziumkarbid-OBC gleicher Bauart). Allerdings ist der Preis auch höher. (Die obigen Angaben beziehen sich alle auf Vergleiche mit Siliziumbauteilen.)

Die Integration von Siliziumkarbid in Fahrzeugelektronik ist keine exklusive Technologie, da mit Silizium bereits eine ausgereifte Technologie im Automobilbereich existiert. Daher wird die Integration von Siliziumkarbid zwangsläufig zu einer starken Konkurrenz durch Silizium führen. Zu den konkreten Wettbewerbsbereichen gehören Hauptwechselrichter, Bordcomputer und DC/DC-Wandler. Andere Chipbereiche im Fahrzeug, wie Mikrocontroller, KI- und CMOS-Bildsensoren sowie weitere Informations-, Intelligenz- und Steuerungschips, sind hingegen weiterhin Silizium-dominiert und unerreicht. Obwohl Siliziumkarbid die genannten überlegenen Eigenschaften aufweist, entscheidet die Zahlungsbereitschaft der Verbraucher darüber, ob diese Vorteile tatsächlich als notwendige Bedürfnisse oder Probleme wahrgenommen werden. Dies ist eine sehr sensible Marktfrage, die letztendlich vom Markt selbst gelöst werden muss.

Darüber hinaus ist die Automobilindustrie eine traditionelle Branche, in der die Fahrzeugsicherheit über Leben und Tod entscheidet. Daher ist das Lieferkettensystem seit jeher sehr streng und konservativ, was den Zugang zum Lieferantenverzeichnis der OEMs erheblich erschwert. Die Anforderungen an Technologie, Zuverlässigkeit und Lieferfähigkeit sind sehr hoch, und der Zertifizierungsprozess ist entsprechend lang. Elektrofahrzeuge sind aus der traditionellen Automobilindustrie hervorgegangen. Obwohl sie Merkmale einer aufstrebenden Branche aufweisen, bleiben die oben genannten Merkmale – hohe Anforderungen und langer Zertifizierungsprozess – bestehen. Die häufig erwähnten Produktzertifizierungen nach AEC-Q101 und IATF16949 stellen lediglich die notwendigen Mindestanforderungen für den Einsatz in der Automobilindustrie dar. Deutlich anspruchsvoller ist die Zertifizierung durch den Kunden.

Neben dem Einsatz von Siliziumkarbid in einem Tesla-Modell verwendet BYD heutzutage auch einen vollständig aus Siliziumkarbid gefertigten Hauptwechselrichter im BYD Han-Modell. Vermutlich nutzen Dutzende Automobilhersteller Siliziumkarbid-Technologie in ihren Bordelektronik-Systemen (OBC). Der Marktanteil von Siliziumkarbid im Bereich der automobilen Leistungselektronik liegt jedoch bei lediglich etwa 5 %. Zahlreiche Gerätehersteller wie Wolfspeed, Infineon, Rohm und ON Semiconductor arbeiten intensiv mit Tier-1-Zulieferern und OEMs zusammen, um Siliziumkarbid für den Einsatz in der Automobilindustrie vorzubereiten. Schließlich handelt es sich hier um einen zukünftigen Milliardenmarkt, den sich niemand entgehen lassen möchte.

Aus den oben genannten Gründen wird der Markteintritt von Siliziumkarbid ein langwieriger Prozess sein. Die Marktdurchdringung hängt maßgeblich vom Rückgang der Siliziumkarbidpreise ab (insbesondere vom Rückgang der Preise für Siliziumkarbidsubstrate). Schätzungen zufolge wird Siliziumkarbid den Markt für Leistungselektronik in der Automobilindustrie um 2030 oder 2035 dominieren. Die Marktdurchdringung wird voraussichtlich 50 % erreichen, sodass Siliziumkarbid und Silizium noch lange in Fahrzeugen parallel eingesetzt werden. Siliziumkarbid wird sich zunächst schnell in weniger preissensiblen Mittelklasse- und Oberklassemodellen verbreiten und nach einem Preisrückgang auf ein bestimmtes Niveau in den Markt für Mittelklasse- und Einsteigerfahrzeuge mit dem größten Marktpotenzial vordringen. Ein langer Marktdurchdringungszyklus ist durchaus positiv. Er gibt der Branche mehr Zeit zum Wachsen und ermöglicht es Nachzüglern, zu den Pionieren aufzuschließen. Dies ist die optimale Ausgangslage für die Substitution von Silizium durch andere Technologien in unserem Inland.

Wer wird auf dieser Rennstrecke, die für Pkw-Standard ausgelegt ist, letztendlich gewinnen? Ich denke, die wichtigsten Wettbewerbspunkte sind folgende:

Technologie ist entscheidend. Die wichtigste Technologie ist nicht die fortschrittlichste, sondern die am besten genutzte. Kostengünstige und leistungsstarke Technologien wie Kristallzüchtung und Verpackungstechnologie benötigen dringend bahnbrechende Innovationen. Es geht dabei um Bezahlbarkeit und optimale Anwendung.

Das Management ist die Grundlage. Sobald das Unternehmen in die OEM-Lieferkette eintritt, ist der Bedarf beträchtlich und muss durch eine große, zuverlässige, stabile und sichere Produktionskapazität gedeckt werden. Ohne ein strenges, fortschrittliches und ausgereiftes Managementsystem ist es schwierig, wettbewerbsfähig zu sein.

Zusammenarbeit ist das A und O, und die Anwendung von Fahrzeugvorschriften ist komplex und zeitaufwendig. Entscheidend ist eine starke und verlässliche Vertrauensbeziehung zwischen Anbietern und Nachfragern. Nur so lassen sich effiziente Kommunikation, schnelle Problemlösungen, effiziente Technologieiterationen und sichere, zuverlässige und kostengünstige Elektrofahrzeuge für die Kunden entwickeln. Daher sollte von Anfang an eine Kooperationsallianz zwischen Substratepitaxie, Gerätemodulen, Tier-1-OEM-Zulieferern angestrebt werden, um eine intensive praktische Zusammenarbeit zu gewährleisten und schrittweise ein umfassendes gegenseitiges Vertrauensverhältnis aufzubauen.

Der Weg zum Durchbruch mit Siliziumkarbid ist lang und beschwerlich. Warten wir ab, wer am Ende die Oberhand behält.

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