Alors que les technologies à base de silicium sont en train d’atteindre la limite de ce qu’elles peuvent offrir en matière de gestion de l’énergie, une nouvelle catégorie de matériaux offre des possibilités prometteuses en matière d’économies d’énergie.
La tendance à l’électrification de nombreuses industries est bien entamée et confortée par les orientations de la politique en matière de changement climatique. La gestion efficace de l’énergie électrique revêt donc une importance cruciale. Un facteur très intéressant à cet égard est le marché des puces de gestion de l’énergie, qui couvre des produits tels que les onduleurs, les diodes et les transistors de puissance. La technologie traditionnelle à base de silicium en matière de gestion de l’énergie atteint maintenant ses limites techniques, ce qui signifie que l’amélioration des performances est relativement incrémentielle. Mais une nouvelle catégorie de matériaux à large écart énergétique, comme le carbure de silicium (SiC) et le nitrure de gallium, qui permet de réduire les pertes d’énergie, est appelée à conquérir une part de marché considérable.
Le principal inconvénient de ces matériaux était le coût de fabrication, qui reste nettement supérieur à celui des dispositifs en silicium. Les coûts de production sont cependant en train de diminuer et ils continueront de baisser à mesure que les volumes augmenteront. Pour les applications de gestion de puissance élevée, comme les véhicules électriques (VE), le carbure de silicium est probablement le matériau le plus viable. Il permet de réduire de 70 à 80 % les pertes de puissance dans l’onduleur. L’exemple ci-dessous illustre comment les coûts globaux, y compris les économies d’énergie pour le consommateur, commencent à rendre ces dispositifs viables dans les VE.
Comparaison entre les transistors en silicium et ceux en carbure de silicium pour la gestion énergétique des VE
Source : Power America, CLSA research, mars 2018
Pratiquement tous les acteurs du secteur s’attendent à finalement passer aux matériaux à large écart énergétique et ils investissent massivement dans la recherche et le développement ou les acquisitions de manière à bien se positionner en vue de la transition. Il faut dès lors s’attendre à une croissance rapide pour les dispositifs en carbure de silicium, avec une croissance cumulée de plus de 30 % au cours des cinq prochaines années.
Estimations de la taille du marché des dispositifs en carbure de silicium, par application
Source : Yole, CLSA research, mars 2018
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