Hoe ST de e-mobiliteit en 5G-ambities van Tesla en Apple stimuleert

Het is vaak zo dat een handvol klanten de groei van een bedrijf in een bepaalde markt of toepassing stimuleert. Voor STMicroelectronics hangt succes in auto- en consumentenelektronica af van twee belangrijke klanten:Tesla en Apple.

In dit artikel geven Yole Développement's teams voor beeldvorming, samengestelde halfgeleiders en vermogenselektronica een momentopname van de penetratie en het succes van het bedrijf op deze twee gebieden, op basis van zijn stroomapparatuur en beeldsensoren.

Automobiel en eMobility

Bij STMicroelectronics en Tesla ging het altijd om siliciumcarbide (SiC). In 2018 werd Tesla de eerste premium autofabrikant die een volledige SiC-voedingsmodule integreerde in de tractiemotor van zijn Model 3. Destijds onthulde een demontage van System Plus Consulting de kleine, hoge vermogensdichtheid, inverter-voedingsmodule bevatte de SiC MOSFET's van ST Microelectronics - de toekomst van zowel STMicroelectronics als SiC in elektrische voertuigen was bezegeld.

Sinds deze ontdekking is de markt voor SiC in autoproducten gegroeid. Tesla's adoptie van de SiC-tractie-omvormer gaf aan autofabrikanten van elektrische en hybride voertuigen het signaal dat de technologie zou kunnen worden gebruikt in de veiligheidskritieke tractie-omvormers, waar de betrouwbaarheid van het apparaat van cruciaal belang is. En vandaag zijn OEM's over de hele wereld bezig met het ontwikkelen van SiC-oplossingen voor deze e-mobiliteitsmarkt.

Voor STMicroelectronics is dit goed nieuws, aangezien het modules produceert voor de belangrijkste elektrische blokken in een voertuig, waaronder tractie-omvormers, ingebouwde laders en DC-naar-DC-omvormers. Het bewijzen van zijn tractie-invertertechnologie bij Tesla blijft echter cruciaal voor zijn succes.

In vergelijking met boordladers en DC-naar-DC-converters zijn tractie-omvormers het meest waardevolle marktsegment voor e-mobiliteit met het grootste groeipotentieel. Deze kritische hoofdomvormers bevatten de meeste SiC MOSFET's, genereren de grootste inkomsten uit de verkoop van apparaten en zijn vereist in alle elektrische en hybride elektrische voertuigen. De ingebouwde lader wordt daarentegen alleen gebruikt in plug-in hybride elektrische (PHEV's) en batterij-elektrische voertuigen (BV's), terwijl DC/DC een lagere stroomconversie betreft (lagere componentinhoud).

Grotendeels dankzij Tesla heeft STMicroelectronics een stevige voet aan de grond in het snelgroeiende marktsegment voor e-mobiliteit en is het de huidige marktleider op het gebied van krachtige SiC-apparaten. De samenwerking met de Alliantie Renault-Nissan-Mitsubishi op het gebied van boordladers heeft geholpen om zijn positie te versterken, terwijl een recentere overeenkomst met het Chinese BYD ook de cijfers voor het vierde kwartaal heeft gestimuleerd. Tegelijkertijd geven Yole Développement (Yole)-analyses aan dat STMicroelectronics de nummer één leverancier van Tesla blijft.

Maar hoe zit het met de capaciteitsbeperkingen van SiC? Het is geen geheim dat bedrijven, waaronder Cree, Rohm, Infineon Technologies, ON Semiconductor, Mitsubishi Electric en STMicroelectronics, worstelen met de levering van zes-inch wafers, met tekorten die de marges en inkomsten bedreigen.

Veel actoren in de sector, waaronder STMicroelectronics, zagen dit aankomen, door de capaciteit uit te breiden en langlopende leveringsovereenkomsten te sluiten om de leemte op te vullen. In december 2019 nam STMicroelectronics ook de Zweedse SiC-waferfabrikant Norstel over. Met Norstel is STMicroelectronics van plan om zijn interne SiC-wafervoorziening te versterken en tegelijkertijd zijn afhankelijkheid van externe waferbronnen weg te nemen - sterker nog, STMicroelectronics is nu van plan om tegen 2024 meer dan 40% van de interne productie aan te pakken. Bovendien is R&D op 8-inch wafers ook aan de gang , waardoor het bedrijf in een sterke positie komt voor de industriële transitie naar grotere wafers die voor ons ligt.

Apple wint voor 5G mobiel en consumenten

Het is duidelijk dat de relatie van STMicroelectronics met Tesla en zijn solide auto-industriestrategie zijn vruchten afwerpt. De financiële resultaten van het bedrijf worden echter ook sterk ondersteund door Apple.

Hoewel een weinig bekende speler in CMOS-beeldsensoren (CIS), had STMicroelectronics in 2019 6% van de omzet in deze markt van $ 19,3 miljard, die naar verwachting zal groeien tot ten minste $ 20 miljard in 2020. Het CIS-marktsegment van 6% leverde het bedrijf naar de vierde plaats in een industrie die wordt gedomineerd door Sony en Samsung, die in 2019 samen iets meer dan 60% marktaandeel hadden. Ondertussen nam de fabrikant van CMOS-beeldsensoren, OmniVision Technologies, de derde plaats in met 10% van de markt.

De kracht van STMicroelectronics op de CIS-markt is nauw verbonden met 3D-beeldvorming en -detectie in Apple-platforms. In 2017 nam STMicroelectronics verschillende sockets in beslag in de Apple iPhone X met zijn nabij-infrarood (NIR) beeldsensor voor de true-depth gestructureerde lichtcamera en een Time of Flight (ToF) naderingsdetector die ook een schijnwerper heeft.

Fast-forward naar vandaag en STMicroelectronics levert ToF-nabijheidsdetectoren en NIR CMOS-beeldsensoren aan een groot deel van Apple's iPhone 12-assortiment, wat ongetwijfeld de verkoop stimuleert in het derde kwartaal van 2020.

Bovendien verschoof de productie van Apples smartphones, na een knelpunt in de levering, gedeeltelijk naar het vierde kwartaal, wat naar verwachting de inkomsten van STMicroelectronics in het laatste kwartaal zou stimuleren.

Maar het gaat niet alleen om Apple. De multi-zone ToF-detectoren van STMicroelectronics komen ook voor in de onlangs uitgebrachte Samsung Galaxy S21-smartphone, wat de inkomsten stimuleert. En in tegenstelling tot Amerikaanse spelers heeft het bedrijf niet zo veel geleden onder de handelsverboden van Huawei, met een recente licentie om apparaten te bouwen voor de belegerde Chinese multinational die hier potentieel heeft voor toekomstige productie.

Toch doemt een belangrijke bedreiging op:capaciteit. Waarschijnlijk dankzij de ruime productiecapaciteit, is Sony's directe ToF-beeldsensor onlangs geïntegreerd in Apple's iPad Pro en de nieuwste iPhone 12-serie. Er zullen naar verwachting meer Sony-sensoren worden geïntegreerd in toekomstige Apple-apparaten.

Terwijl STMicroelectronics doorgaat met het veiligstellen van meer gieterijruimte voor veel van zijn systemen, moet Yole deze strategie nog zien volgen met zijn CIS-producten - en dit zou toekomstige kansen op de CIS-markt kunnen beperken. Maar wat komt er daarna, met zijn sterke resultaten voor het vierde kwartaal van 2020?

Alleen de tijd zal leren of STMicroelectronics meer Tesla- en Apple-deals zal binnenhalen, maar zonder twijfel zal de inkomstendynamiek nog vele kwartalen onlosmakelijk verbonden blijven met deze marktleiders.

Dit artikel is gebaseerd op een analyse die oorspronkelijk is gepubliceerd door Yole Développement.

Pierre Cambou MSc, MBA, is een hoofdanalist in de fotonica- en detectiedivisie bij Yole Développement (Yole). Hij legt zich toe op imaging-gerelateerde activiteiten door markt- en technologieanalyses te leveren, samen met strategieadviesdiensten aan halfgeleiderbedrijven. Bij Yole is Pierre verantwoordelijk voor de CIS Quarterly Market Monitor en heeft hij meer dan 15 Yole Market &Technology-rapporten geschreven. Pierre heeft een ingenieursdiploma van de Université de Technologie de Compiègne (Frankrijk) en een Master of Science van Virginia Tech. (VA, VS). Pierre studeerde ook af met een MBA van Grenoble Ecole de Management (Frankrijk).

Ezgi Dogmus, PhD. is teamleider analist in samengestelde halfgeleiders en opkomende substraten binnen de power &wireless-divisie bij Yole. Ze beheert de uitbreiding van de technische expertise en de marktkennis van het bedrijf. Daarnaast assisteert en ondersteunt Ezgi actief de ontwikkeling van specifieke markt- en technologierapporten, evenals op maat gemaakte adviesprojecten. Na haar afstuderen aan de Universiteit van Augsburg (Duitsland) en het Grenoble Institute of Technology (Frankrijk), behaalde Ezgi haar doctoraat. in Micro-elektronica bij IEMN (Frankrijk).

Milan Rosina, PhD, is hoofdanalist vermogenselektronica en batterijen bij Yole binnen de divisie power &wireless. Hij houdt zich bezig met de ontwikkeling van de markt, technologie en strategische analyses gericht op innovatieve materialen, apparaten en systemen. Zijn belangrijkste interessegebieden zijn EV/HEV, hernieuwbare energie, vermogenselektronica en batterijen. Hij behaalde zijn doctoraat aan het Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP) in Frankrijk.

Ana Villamor, PhD is werkzaam als technologie- en marktanalist, vermogenselektronica en samengestelde halfgeleiders binnen de divisie Power &Wireless bij Yole. Ze is betrokken bij veel aangepaste onderzoeken en rapporten gericht op opkomende technologieën voor vermogenselektronica bij Yole, waaronder apparaattechnologie en betrouwbaarheidsanalyse (MOSFET, IGBT, HEMT, enz.). Ze heeft een graad in Electronics Engineering afgerond met een Master en PhD. in micro- en nano-elektronica van de Universitat Autonoma de Barcelona (SP).

Verwante inhoud :

• Elektrificatie, EV's en batterijbeheer:een interview met NXP
• Veilig een EV-tractie-omvormer besturen
• Globale sluiter van de vierde generatie uitgelegd en waarom ingebouwde beeldsensoren betere prestatiestatistieken nodig hebben
• Nieuwe ams-beeldsensoren voor industrieel zicht met hoge doorvoer
• Ingebouwde sensoren zijn de sleutel tot slimme mobiliteitsgroei