Wie ST Tesla und Apple E-Mobilität und 5G-Ambitionen vorantreibt

Es ist oft der Fall, dass eine Handvoll Kunden das Wachstum eines Unternehmens in einem bestimmten Markt oder einer bestimmten Anwendung vorantreiben. Für STMicroelectronics hängt der Erfolg in der Automobil- und Unterhaltungselektronik von zwei Schlüsselkunden ab:Tesla und Apple.

In diesem Artikel geben die Teams für Bildgebung, Verbindungshalbleiter und Leistungselektronik von Yole Développement einen Überblick über die Durchdringung und den Erfolg des Unternehmens in diesen beiden Bereichen, basierend auf seinen Leistungsgeräten und Bildsensoren.

Automobil und eMobility

Bei STMicroelectronics und Tesla ging es schon immer um Siliziumkarbid (SiC). Bereits 2018 hat Tesla als erster Premium-Automobilhersteller ein vollständiges SiC-Leistungsmodul in den Fahrmotor seines Model 3 integriert. Damals enthüllte ein Teardown von System Plus Consulting das kleine Wechselrichter-Leistungsmodul mit hoher Leistungsdichte enthalten die SiC-MOSFETs von ST Microelectronics – die Zukunft von STMicroelectronics und SiC in Elektrofahrzeugen war besiegelt.

Seit dieser Entdeckung ist der Markt für SiC in Automobilprodukten gewachsen. Teslas Einführung des SiC-Traktionswechselrichters signalisierte den Automobilherstellern von Elektro- und Hybridfahrzeugen, dass die Technologie in sicherheitskritischen Traktionswechselrichtern eingesetzt werden könnte, bei denen die Zuverlässigkeit der Geräte entscheidend ist. Und heute sind OEMs auf der ganzen Welt damit beschäftigt, SiC-Lösungen für diesen Elektromobilitätsmarkt zu entwickeln.

Für STMicroelectronics bedeutet dies eine gute Nachricht, da es Module für die wichtigsten elektrischen Blöcke in einem Fahrzeug herstellt, darunter Traktionswechselrichter, Onboard-Ladegeräte und DC-DC-Wandler. Der Nachweis seiner Traktionswechselrichtertechnologie mit Tesla bleibt jedoch ausschlaggebend für seinen Erfolg.

Im Vergleich zu Onboard-Ladegeräten und DC-DC-Wandlern sind Traktionswechselrichter das wertvollste Marktsegment der E-Mobilität mit dem größten Wachstumspotenzial. Diese kritischen Hauptwechselrichter enthalten die meisten SiC-MOSFETs, erzielen die größten Einnahmen aus dem Verkauf von Geräten und werden in allen Elektro- und Hybridfahrzeugen benötigt. Im Gegensatz dazu wird das Onboard-Ladegerät nur in Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeugen (PHEVs) und batterieelektrischen Fahrzeugen (BEVs) verwendet, während DC/DC eine geringere Leistungsumwandlung (geringerer Komponentengehalt) betrifft.

Vor allem dank Tesla hat STMicroelectronics einen festen Platz im aufstrebenden Marktsegment der E-Mobilität und ist heute der Marktführer für Power-SiC-Geräte. Die Partnerschaft mit der Renault-Nissan-Mitsubishi Alliance für On-Board-Ladegeräte hat dazu beigetragen, ihre Position zu stärken, während ein neuerer Deal mit dem chinesischen BYD auch die Zahlen für das vierte Quartal ankurbelte. Parallel dazu deuten Analysen von Yole Développement (Yole) darauf hin, dass STMicroelectronics der wichtigste Lieferant von Tesla bleiben wird.

Aber was ist mit den Kapazitätsbeschränkungen von SiC? Es ist kein Geheimnis, dass Unternehmen wie Cree, Rohm, Infineon Technologies, ON Semiconductor, Mitsubishi Electric und STMicroelectronics mit der Versorgung mit 6-Zoll-Wafern zu kämpfen haben, wobei Engpässe Margen und Einnahmen bedrohen.

Viele Branchenakteure, darunter STMicroelectronics, sahen dies kommen, erweiterten die Kapazitäten und schlossen langfristige Lieferverträge ab, um die Lücke zu schließen. Im Dezember 2019 erwarb STMicroelectronics außerdem den schwedischen SiC-Wafer-Hersteller Norstel. Mit Norstel beabsichtigt STMicroelectronics, seine interne Versorgung mit SiC-Wafern zu stärken und gleichzeitig die Abhängigkeit von externen Waferquellen zu beseitigen – tatsächlich plant STMicroelectronics nun, bis 2024 mehr als 40 % der internen Produktion abzudecken. Darüber hinaus wird auch an 8-Zoll-Wafern Forschung und Entwicklung betrieben , was dem Unternehmen eine starke Position für den bevorstehenden Übergang der Branche zu größeren Wafern verschafft.

Apple gewinnt für 5G-Mobilgeräte und -Verbraucher

Die Beziehung von STMicroelectronics zu Tesla und seine solide Strategie für die Autoindustrie zahlen sich eindeutig aus. Die Finanzergebnisse des Unternehmens werden jedoch auch von Apple stark unterstützt.

Obwohl STMicroelectronics ein wenig bekannter Akteur bei CMOS-Bildsensoren (CIS) war, hielt STMicroelectronics 2019 6 % des Umsatzes in diesem 19,3 Milliarden US-Dollar Markt, der 2020 auf mindestens 20 Milliarden US-Dollar wachsen soll auf den vierten Platz in einer von Sony und Samsung dominierten Branche, die 2019 zusammen knapp über 60 % Marktanteil hatten. Der CMOS-Bildsensorhersteller OmniVision Technologies belegte hingegen mit 10 % Marktanteil den dritten Platz.

Die Stärke von STMicroelectronics auf dem GUS-Markt ist eng mit der 3D-Bildgebung und -Sensorik in Apple-Plattformen verbunden. Bereits 2017 beschlagnahmte STMicroelectronics mehrere Steckdosen im Apple iPhone X mit seinem Nahinfrarot-(NIR)-Bildsensor für die True-Depth-Structured-Light-Kamera und einem Time-of-Flight-(ToF)-Näherungsdetektor, der ebenfalls mit einem Flutlicht ausgestattet ist.

Schneller Vorlauf bis heute und STMicroelectronics liefert ToF-Näherungsdetektoren und NIR-CMOS-Bildsensoren für einen Großteil der iPhone 12-Produktpalette von Apple, was zweifellos den Umsatz im dritten Quartal 2020 ankurbelt.

Darüber hinaus verlagerte sich die Produktion von Apples Smartphones nach einem Lieferengpass teilweise in das vierte Quartal, was den Umsatz von STMicroelectronics im letzten Quartal in die Höhe treiben sollte.

Aber es geht nicht nur um Apple. Die Mehrzonen-ToF-Detektoren von STMicroelectronics sind auch im kürzlich veröffentlichten Samsung Galaxy S21-Smartphone enthalten und steigern die Einnahmen. Und im Gegensatz zu US-amerikanischen Spielern hat das Unternehmen nicht so sehr unter den Handelsverboten von Huawei gelitten, mit einer kürzlich erteilten Lizenz zum Bau von Geräten für den angeschlagenen chinesischen multinationalen Konzern, der hier Potenzial für die zukünftige Produktion hält.

Dennoch droht eine zentrale Bedrohung – die Kapazität. Vermutlich dank seiner großen Fertigungskapazität wurde der direkte ToF-Bildsensor von Sony kürzlich in Apples iPad Pro und die neueste iPhone 12-Serie integriert. Es wird erwartet, dass weitere Sensoren von Sony in zukünftige Apple-Geräte integriert werden.

Während STMicroelectronics weiterhin mehr Gießereiplatz für viele seiner Systeme sichert, muss Yole diese Strategie mit seinen GUS-Produkten noch nicht verfolgen – und dies könnte zukünftige Möglichkeiten auf dem GUS-Markt einschränken. Doch was kommt nach den starken Ergebnissen für das vierte Quartal 2020 danach?

Nur die Zeit wird zeigen, ob STMicroelectronics mehr Tesla- und Apple-Deals gewinnen wird, aber ohne Zweifel wird seine Umsatzdynamik noch viele Quartale untrennbar mit diesen Branchenführern verbunden bleiben.

Dieser Artikel basiert auf einer Analyse, die ursprünglich von Yole Développement veröffentlicht wurde.

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Pierre Cambou MSc, MBA, ist leitender Analyst im Bereich Photonik und Sensorik bei Yole Développement (Yole). Er widmet sich bildgebenden Aktivitäten, indem er Markt- und Technologieanalysen zusammen mit Strategieberatungsdiensten für Halbleiterunternehmen anbietet. Bei Yole ist Pierre für den CIS Quarterly Market Monitor verantwortlich und hat mehr als 15 Yole Market &Technology Reports verfasst. Pierre hat einen Abschluss als Ingenieur der Université de Technologie de Compiègne (Frankreich) und einen Master of Science der Virginia Tech. (VA, USA). Pierre hat auch einen MBA der Grenoble Ecole de Management (Frankreich) abgeschlossen.

Ezgi Dogmus, PhD. ist Teamleiteranalyst im Bereich Verbindungshalbleiter und neue Substrate innerhalb der Power &Wireless Division bei Yole. Sie leitet den Ausbau der technischen Expertise und des Markt-Know-hows des Unternehmens. Darüber hinaus unterstützt und unterstützt Ezgi aktiv die Entwicklung von speziellen Markt- und Technologieberichten sowie kundenspezifischen Beratungsprojekten. Nach ihrem Abschluss an der Universität Augsburg (Deutschland) und dem Grenoble Institute of Technology (Frankreich) promovierte Ezgi. in Mikroelektronik am IEMN (Frankreich).

Milan Rosina, PhD, ist leitender Analyst für Leistungselektronik und Batterien bei Yole in der Division Power &Wireless. Er beschäftigt sich mit der Entwicklung von Markt-, Technologie- und strategischen Analysen für innovative Materialien, Geräte und Systeme. Seine Hauptinteressensgebiete sind EV/HEV, erneuerbare Energien, leistungselektronische Verpackungen und Batterien. Er promovierte am Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP) in Frankreich.

Ana Villamor, PhD ist als Technologie- und Marktanalystin für Leistungselektronik und Verbindungshalbleiter in der Power &Wireless Division bei Yole tätig. Sie ist an vielen kundenspezifischen Studien und Berichten beteiligt, die sich auf aufkommende Leistungselektroniktechnologien bei Yole konzentrieren, einschließlich Gerätetechnologie und Zuverlässigkeitsanalyse (MOSFET, IGBT, HEMT usw.). Sie hat einen Abschluss in Elektrotechnik mit Master und PhD. in Mikro- und Nanoelektronik von der Universitat Autonoma de Barcelona (SP).

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