Leistungshalbleiter SiC-Powermodule: Rasante Fortschritte und Kooperationen in China

Die nächste Generation von E-Autos benötigt immer mehr SiC-Halbleiter, sehr zur Freude ihrer Hersteller. Der jüngste Kooperationsvertrag zwischen Infineon und Stellantis, die gemeinsam leistungsstarke Siliziumkarbid-Chips entwickeln wollen, basiert auf diesem Trend.

Auch in China, dem größten Wachstumsmarkt für SiC-Module in der Autoindustrie, gibt es immer mehr strategische Allianzen. Autohersteller und ihre Zulieferer kooperieren mit den führenden Herstellern der neuen Chip-Generation, um Lieferengpässe wie zu Coronazeiten oder während verschiedener Boom-Phasen in der E-Mobilität künftig zu vermeiden. Die Chip-Hersteller wiederum erhalten auf diese Weise relativ langfristige Absatzgarantien.

Im September haben der japanische Infineon-Konkurrent Rohm und der chinesische Automobilzulieferer UAES einen langfristigen Liefervertrag für SiC-Powermodule abgeschlossen. UAES ist ein Gemeinschaftsunternehmen von Robert Bosch und der chinesischen Zhonglian Automobile Electronics Systems Co., Ltd., die eng mit dem staatlichen Automobilhersteller SAIC verbunden ist.

Genau wie bei der Kooperation zwischen Infineon und Stellantis geht es auch diesen beiden Unternehmen darum, mithilfe der günstigen Materialeigenschaften von Siliziumkarbid die Effizienz der immer Energie-hungrigeren und immer mehr von Software definierten Elektroautos zu steigern.

Schon einen Monat später, im Oktober dieses Jahres, unterzeichnete Rohm einen langjährigen Kooperationsvertrag mit dem chinesischen Autohersteller Great Wall Motors (GWM). Beide Firmen werden gemeinsam SiC-Chips für die E-Autos von GWM entwickeln, gaben sie zeitgleich in Presseerklärungen bekannt.

Hohe Nachfrage dank 800-Volt-Architekturen

Besonders ein Trend in der chinesischen Autoindustrie lässt die Nachfrage nach SiC-Anwendungen aller Art gerade sehr schnell wachsen. Immer mehr Automodelle werden mit 800-Volt-Architekturen ausgestattet, die dank besserer Effizienz höhere Batterie-Reichweiten und kürzere Ladezeiten ermöglichen und dazu als sicherer gelten als ihre Vorgänger.

Wenn Siliziumkarbid-Module im gesamten Jahr 2023 in China mit einer Marktpenetration von 10,7 Prozent noch als aufstrebende Nischentechnologie bezeichnet werden konnte, so stimmt das nur ein Jahr später so nicht mehr. Allein zwischen Juni und Dezember 2023 ist die SiC-Penetration von 800-Volt-Modellen von 15 auf 18 und 29, 35, 39 und schließlich auf 45 % gestiegen.

SiC-Chips

Beginnt in China ein Preiskrieg im SiC-Markt?

In neuen E-Autos, die hohe Erwartungen chinesischer Kunden bei intelligenten Cockpits und fortgeschrittenen Fahrassistenz-Funktionen (ADAS) erfüllen müssen, werden 800 Volt immer mehr zum Standard. Erfolgreiche Modelle wie der AITO M9 mit Software von Huawei oder der MEGA von Li Auto sind selbstverständlich damit ausgestattet.

Und die Marktpenetration von 800-Volt-Powertrains wächst immer weiter. Die neue Technologie könnte Schätzungen zufolge schon innerhalb weniger Jahre die Mehrheit des Automobilmarktes in der Volksrepublik beherrschen.

SiC auf dem Vormarsch

Ein Blick auf die jüngsten E-Automodelle in China zeigt den Trend ausgesprochen deutlich. Mit SiC-Technologie ausgestattet sind unter anderem das neue elektrische SUV „Sterra ES“ von Chery EXEED, der „GAC Aion V“ von GAC Aion, der Jiangan S von HIMA, die neuen, ab 2025 auf den Markt kommenden Versionen des BYD Seal, ebenso die neuen ZEEKR 007 und die jüngsten Voyah-Zhiyin-SUVs von Dongfeng.

Das Fachmagazin Trendforce sieht daher in China einen „erkennbaren Trend der Kollaboration“ zwischen SiC und E-Autos sowie Hybrid-Fahrzeugen. War die relativ teure SiC-Technologie noch vor kurzer Zeit dem Luxus-Segment der E-Mobilität vorbehalten, so dringt sie jetzt immer schneller auch in den Massenmarkt vor.

Das löst einen Preisverfall für SiC-Module aus, der wiederum die Adoption in weiteren Automodellen noch weiter beschleunigt. So lukrativ ist dieser SiC-Boom, dass durch schnelle Investitionen erste Überkapazitäten entstanden sind, denen die chinesische Regierung nun durch Genehmigungs-Pflichten für neue Chip-Kapazitäten begegnet. Neue, chinesische Hersteller, die auf den Markt drängen, erzielen trotzdem erste Erfolge. Doch in E-Autos verbaute Chips müssen nicht nur immer leistungsstärker, sondern auch sehr sicher sein. Da haben die etablierten Hersteller bislang noch klare Vorteile – wenn sie denn bei den Preisen konkurrenzfähig bleiben können. Dafür ist die Fertigung in hohen Serien wichtig.

Kampf um den Thron

Die ausländischen SiC-Riesen wie STMicroelectronics, Infineon oder onsemi, die derzeit noch immer den globalen, als auch den chinesischen automobilen Chip-Markt dominieren, kämpfen vor diesem Hintergrund untereinander darum, wer die besten und meisten Kooperationsverträge mit chinesischen OEMs und Zulieferern in der Autoindustrie unterzeichnen kann.

Während STMicroelectronics bei GWM landen konnte, gewann Infineon einen großen Liefervertrag für Xiaomi. Der Handyhersteller hat kürzlich sein erstes E-Auto auf den Markt gebracht. onsemi aus Japan wiederum hat einen langfristigen Kooperationsvertrag mit Li Auto abgeschlossen.

SiC-Chips für China-Stromer

Das Auto ist von Xiaomi, die SiC-Chips sind von Infineon - doch wie lange?

STMicroelectronics denkt ebenfalls weit in die Zukunft, hat zur Stärkung seiner lokalen Produktion und damit seiner Preisvorteile eine Partnerschaft mit dem führenden chinesischen SiC-Hersteller Sanan Optoelectronics begonnen. Zu diesem Zweck werden Milliarden von Euro in ein gemeinsames Werk zur Produktion von SiC-Chips in China investiert. (sb)

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