Por que o carboneto de silício levará o desempenho do EV ao próximo nível

Jun 08, 2023

O Porsche Taycan foi um dos primeiros EVs a usar um inversor baseado em carboneto de silício e um sistema elétrico de 800 volts, seguindo o Tesla Model 3.

O carboneto de silício, um material antigo descoberto por acidente em 1891 por um inventor que esperava produzir diamantes sintéticos, está rapidamente se tornando crítico para veículos elétricos, com os maiores fornecedores do mundo investindo bilhões para garantir que possam atender a uma onda antecipada de pedidos de inversores EV de montadoras. .

Chips feitos de carboneto de silício, ou SiC - um dos materiais mais duros do mundo depois do diamante - estão no centro de uma nova geração de inversores, o elo crítico entre a corrente CC das baterias e a corrente CA usada pelos motores elétricos.

Os chips de carboneto de silício para inversores oferecem vários benefícios em relação aos baseados em silício.

“Com o carboneto de silício em comparação com o silício, você pode melhorar sua eficiência em um fator significativo”, disse o CEO da BorgWarner, Frederic Lissalde, ao Automotive News Europe. A BorgWarner investiu US$ 500 milhões na empresa norte-americana Wolfspeed em um acordo que permitirá ao fornecedor comprar anualmente até US$ 650 milhões em chips de carboneto de silício.

“Devido a todas as vantagens da tecnologia, a demanda do mercado por dispositivos baseados em carboneto de silício vai acelerar a uma velocidade vertiginosa nos próximos anos”, disse Claudio Vittori, da S&P Global Mobility, em entrevista. Isto é “preocupante do ponto de vista da procura e da oferta”, acrescentou.

De acordo com os números da S&P, os inversores baseados em carboneto de silício serão dominantes até 2034, com o volume crescendo a um ritmo anual de 32%. Vittori disse que eles aparecerão primeiro em carros premium e luxuosos com sistemas elétricos de 800 volts, depois chegarão aos modelos convencionais com sistemas de baixa tensão.

Além dos inversores, os chips SiC também serão usados ​​em carregadores integrados e conversores CC-CC, acrescentou.

Uma representação de uma fábrica planejada de chips de carboneto de silício ZF-Wolfspeed que será construída na região alemã de Saarland.

A ZF está indo ainda mais longe que a BorgWarner, tornando-se parceira da Wolfspeed em uma “fábrica de wafers” de US$ 3 bilhões que produzirá wafers de carboneto de silício de 200 mm, além de ter um centro de P&D na região alemã de Saarland.

“O carboneto de silício é a resposta para alguns dos maiores problemas do nosso tempo: economia de energia e mudanças climáticas”, disse Gregg Lowe, CEO da Wolfspeed, em abril, no anúncio da fábrica com a ZF e autoridades alemãs. “Com semicondutores feitos de carboneto de silício, os carros elétricos podem ir mais longe e carregar mais rápido, ajudando a acelerar a transição dos automóveis a gasolina para veículos totalmente elétricos.”

Lowe disse ao Financial Times em dezembro que o mercado de semicondutores de potência SiC poderia crescer 14% ao ano até 2030. “Todos nós estaremos correndo o mais rápido que pudermos, tentando acompanhar a demanda”, disse ele.

A ZF também assinou um acordo com a STMicroelectronics para chips de carboneto de silício para seus inversores a partir de 2025 – com um volume de pedidos na casa dos “milhões de dois dígitos”, disseram as empresas em abril.

“Com a ajuda do carboneto de silício, podemos otimizar o sistema em 5%, e isso é algo importante para a mobilidade elétrica”, disse Otmar Scharrer, chefe de engenharia de trem de força eletrificado da ZF, ao Automotive News Europe.

A Infineon e a Stellantis assinaram em setembro passado um memorando de entendimento no qual a fabricante alemã de chips reservará a produção de SiC na segunda metade da década para os próprios fornecedores da montadora, num acordo de valor superior a mil milhões de euros.

Entre os negócios recentes significativos, Robert Bosch comprou em abril a TSI, uma fabricante de chips de carboneto de silício com sede na Califórnia, e disse que investiria US$ 1,5 bilhão na atualização da fábrica da TSI para produzir chips de SiC para veículos elétricos até 2026.

A Vitesco anunciou em 19 de junho que assinou uma parceria de fornecimento de mais de US$ 1 bilhão com a Rohm até 2030 para chips de carboneto de silício para seus inversores, com produção em série prevista para começar em 2024 para “dois clientes importantes”.