Comme chacun sait, le moteur principal de la Tesla Model 3 utilise un module entièrement en carbure de silicium, ouvrant la voie à une application à grande échelle de ce matériau. À ce jour, la Model 3 s'est vendue à près d'un million d'exemplaires dans le monde et a été la voiture la plus vendue au monde pendant trois années consécutives, ce qui prouve que l'utilisation du carbure de silicium dans l'automobile ne pose aucun problème sur les plans technologique, industriel et commercial. Les performances supérieures des modules en carbure de silicium permettent d'accroître l'autonomie du véhicule de 5 à 10 %, d'améliorer la vitesse de pointe, de recharger plus rapidement et de réduire la consommation d'énergie (avec un contrôleur de batterie externe (OBC) en carbure de silicium de même structure), mais leur prix est également plus élevé. (Ces caractéristiques sont comparées à celles des dispositifs en silicium.)

L'intégration du carbure de silicium n'est pas une technologie exclusive, car une technologie mature est déjà bien implantée dans l'automobile : le silicium. Par conséquent, cette intégration entraînera inévitablement une forte concurrence de la part du silicium. Le domaine de cette concurrence comprend notamment l'onduleur principal, l'OBC et le convertisseur DC/DC. Bien entendu, d'autres composants essentiels de l'automobile, tels que le microcontrôleur, l'IA, les capteurs d'image CMOS et autres puces de traitement d'informations, d'intelligence et de contrôle, restent la propriété du silicium, qui demeure inégalé. Malgré les propriétés supérieures du carbure de silicium, la question de savoir si ces avantages répondent à des besoins réels ou à des problèmes spécifiques des consommateurs déterminera si ces derniers seront prêts à payer pour ces atouts. Il s'agit là d'une question de marché très sensible, qui devrait être résolue par le marché lui-même.

De plus, l'industrie automobile est un secteur traditionnel où la sécurité des véhicules est une question de vie ou de mort. Par conséquent, le système de chaîne d'approvisionnement a toujours été très rigoureux et conservateur, rendant l'inscription au répertoire des fournisseurs qualifiés des constructeurs automobiles particulièrement difficile. Les exigences en matière de technologie, de fiabilité et de capacité d'approvisionnement sont très élevées, et le cycle de certification est également très long. Les véhicules électriques sont nés de l'industrie automobile traditionnelle. Bien qu'ils présentent les caractéristiques d'un secteur émergent, les exigences élevées et le long cycle de certification demeurent les mêmes. Les certifications de produit AEC-Q101 et de système IATF16949, souvent mentionnées, ne sont que des étapes préalables à l'accès aux applications automobiles ; il s'agit des exigences minimales. La certification exigée par le client est, quant à elle, bien plus contraignante.

Aujourd'hui, outre l'utilisation du carbure de silicium dans un modèle Tesla, BYD utilise également un module d'onduleur principal entièrement en carbure de silicium dans son modèle Han. Des dizaines de constructeurs automobiles utilisent probablement la technologie du carbure de silicium dans leurs batteries embarquées. Cependant, le taux de pénétration du carbure de silicium sur le marché des composants de puissance automobile n'est que d'environ 5 %. Bien entendu, de nombreux fabricants de composants, tels que Wolfspeed, Infineon, Rohm et ON Semiconductor, collaborent étroitement avec les équipementiers de premier rang et les constructeurs automobiles pour préparer activement l'adoption du carbure de silicium, car il s'agit d'un marché d'avenir colossal, représentant des dizaines de milliards de dollars par an, et personne ne veut passer à côté.

Pour les raisons évoquées ci-dessus, le chemin vers la commercialisation du carbure de silicium sera long. Son taux de pénétration dépendra de la baisse des prix du carbure de silicium lui-même (principalement celle du substrat). On estime que le carbure de silicium dominera le marché des composants de puissance pour l'automobile d'ici 2030-2035. Avec un taux de pénétration d'environ 50 %, le carbure de silicium et le silicium coexisteront durablement dans les véhicules. Le carbure de silicium se généralisera d'abord rapidement sur les modèles de milieu et haut de gamme, peu sensibles au prix, avant de conquérir le segment d'entrée et de milieu de gamme, le plus prometteur, une fois son prix suffisamment stabilisé. Ce long cycle de pénétration est en réalité un atout. Il permet au secteur de se développer et offre aux nouveaux entrants davantage de temps et d'opportunités pour rattraper les pionniers. C'est précisément la situation idéale pour la substitution des composants de nos véhicules.

Sur ce circuit homologué pour les voitures, qui l'emportera finalement ? Voici, selon moi, les principaux enjeux de la compétition :

La technologie est reine. La technologie reine n'est pas forcément la plus avancée, mais celle qui est le mieux utilisée. Les technologies performantes et peu coûteuses, comme la croissance cristalline et le conditionnement, nécessitent tout particulièrement des avancées majeures. Il s'agit d'abord de leur accessibilité financière, puis de leur utilisation optimale.

La gestion est fondamentale. Une fois intégrée à la chaîne d'approvisionnement des équipementiers, la demande est considérable et doit être soutenue par une capacité de production importante, fiable, stable et sûre. Sans un système de gestion rigoureux, performant et éprouvé, il peut s'avérer difficile d'être compétitif.

La coopération est essentielle, et l'application de la réglementation automobile est un processus long et complexe. L'établissement d'une relation de confiance solide et fiable entre l'offre et la demande est fondamental. C'est la seule façon de garantir une communication efficace, une résolution rapide des problèmes, une évolution technologique performante et de proposer aux clients des véhicules électriques sûrs, fiables et économiques. Par conséquent, une alliance de coopération entre la chaîne d'approvisionnement (épitaxie de substrat, modules de dispositifs, équipementiers de premier rang et constructeurs automobiles) doit être mise en place dès le départ afin de développer une coopération pratique approfondie et d'établir progressivement une relation de confiance mutuelle totale.

Le chemin vers l'adoption généralisée du carbure de silicium est encore long et semé d'embûches. L'avenir nous dira qui aura le dernier mot.

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