Tương lai của xe điện phụ thuộc vào bán dẫn thông minh, siêu nhỏ

Linh kiện bán dẫn, là thành phần nhỏ bé nhưng đóng vai trò cốt lõi, chính là bộ não và hệ thần kinh của xe điện, điều khiển mọi thứ từ chuyển đổi năng lượng, quản lý pin đến hệ thống an toàn và giải trí thông minh. Khi xu hướng sử dụng xe điện gia tăng trên toàn cầu, nhu cầu về bán dẫn hiệu suất cao cũng tăng theo, biến thị trường bán dẫn xe điện trở thành một trong những lĩnh vực sôi động nhất của nền kinh tế công nghệ.

Xe điện cần nhiều linh kiện bán dẫn hơn so với xe động cơ đốt trong truyền thống. Từ bộ điều khiển động cơ, hệ thống quản lý pin (BMU) đến hệ thống giải trí và hệ thống hỗ trợ lái xe nâng cao (ADAS), bán dẫn giúp các tính năng này hoạt động hiệu quả, tạo nên trải nghiệm lái xe hiện đại, thông minh và an toàn hơn.

Ảnh minh họa

Ngành công nghiệp bán dẫn xe điện đã chứng kiến sự tăng trưởng vượt bậc trong những năm gần đây. Theo báo cáo từ Ericsson, quy mô thị trường toàn cầu đạt khoảng 11,19 tỷ USD vào năm 2023 và dự kiến tăng vọt lên gần 57,1 tỷ USD vào năm 2029, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) hơn 31%.

Sự bùng nổ này được thúc đẩy bởi nhiều yếu tố: quy định môi trường nghiêm ngặt hơn, hỗ trợ từ chính phủ, cơ sở hạ tầng xe điện đang phát triển và tiến bộ trong công nghệ điện tử ô tô.

Xu hướng nổi bật nhất thúc đẩy thị trường là việc chuyển sang sử dụng bán dẫn băng thông rộng, đặc biệt là vật liệu Silicon Carbide (SiC) và Gallium Nitride (GaN). Các vật liệu này vượt trội hơn silicon thông thường cho các ứng dụng nhiệt độ cao và điện áp cao, phù hợp cho hệ thống truyền động xe điện cũng như cơ sở hạ tầng sạc nhanh.

Chip SiC giúp tăng hiệu quả bộ biến tần, từ đó mở rộng phạm vi lái xe và giảm tổn thất năng lượng. Các công ty như STMicroelectronics, Infineon, Wolfspeed và ON Semiconductor đang đầu tư mạnh vào dây chuyền SiC để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng này.

Giải pháp System on Chip (SoC) cũng ngày càng phổ biến vì cho phép nhà sản xuất tích hợp nhiều chức năng vào một chip, giảm kích thước và trọng lượng linh kiện, từ đó nâng cao hiệu suất và tính linh hoạt trong thiết kế xe.

Trong xe điện, bán dẫn đóng vai trò quyết định đối với hệ thống quản lý pin (BMS), giúp theo dõi nhiệt độ, tình trạng và mức sạc của pin. Hệ thống sạc trên xe cũng sử dụng bán dẫn để chuyển đổi và kiểm soát điện áp, cải thiện tốc độ và hiệu suất sạc.

Hệ thống hỗ trợ lái xe nâng cao (ADAS) dựa chủ yếu vào bộ xử lý bán dẫn gồm kiểm soát hành trình thích ứng, hỗ trợ giữ làn đường và hệ thống tránh va chạm. Các mạch điện này đưa ra quyết định theo thời gian thực dựa trên dữ liệu từ nhiều cảm biến, camera và radar.

Cảm biến lượng tử kim cương: Bước tiến mới trong giám sát pin xe điện

Về góc độ khu vực, Hàn Quốc, Nhật Bản và Trung Quốc dẫn đầu thị trường bán dẫn xe điện ở khu vực Châu Á-Thái Bình Dương. Ấn Độ cũng đang trở thành nhân tố quan trọng với các chương trình "Make in India" và FAME II khuyến khích sản xuất xe điện và bán dẫn trong nước.

Dù có triển vọng tăng trưởng mạnh mẽ, thị trường vẫn phải đối mặt với nhiều thách thức. Nghiêm trọng nhất là cuộc khủng hoảng chuỗi cung ứng bán dẫn bắt đầu từ đại dịch COVID-19 và ảnh hưởng đến nhiều ngành công nghiệp trên toàn cầu. Tình trạng sản xuất chip tập trung cao, chủ yếu do một số ít nhà máy như TSMC (Đài Loan) và Samsung (Hàn Quốc) thống trị, đã tạo ra các điểm yếu trong chuỗi cung ứng.

Căng thẳng địa chính trị, đặc biệt giữa Mỹ và Trung Quốc, đang định hình lại các mô hình thương mại toàn cầu. Sự thống trị của Trung Quốc trong chuỗi cung ứng khoáng sản đất hiếm như gali và gecmani, rất quan trọng cho sản xuất bán dẫn, tạo thành rủi ro chiến lược cho phương Tây và thúc đẩy yêu cầu đa dạng hóa nguồn cung.

Dự báo mới nhất cho thấy doanh số xe điện toàn cầu sẽ vượt 20 triệu xe vào năm 2025, chiếm một trong bốn ô tô bán ra. Sự tăng trưởng này được thúc đẩy bởi giá cả phải chăng hơn, chi phí vận hành giảm và sự hỗ trợ từ chính phủ.

Thị trường vật liệu bán dẫn hợp chất, bao gồm Silicon carbide (SiC) và Gallium Nitride (GaN) dự kiến tăng từ 29,97 tỷ USD vào năm 2025 lên 91,03 tỷ USD vào năm 2025, nhờ sự phát triển của mạng 5G và việc áp dụng xe điện. Tổng thị trường bán dẫn dự kiến đạt 697 tỷ USD vào năm 2025, tăng 11% so với năm trước.

Mặc dù có những rủi ro về chuỗi cung ứng và sự bất ổn của thị trường, các cải tiến trong sản xuất, vật liệu và tích hợp hệ thống sẽ tiếp tục thúc đẩy lĩnh vực này phát triển. Các chuyên gia công nghệ, nhà đầu tư và nhà sản xuất đều nhìn nhận ngành công nghiệp này sẽ mang lại tỷ suất sinh lợi cao và đóng vai trò then chốt trong việc định hình tương lai của giao thông.

Tương lai của ngành xe điện Việt Nam Để mang đến các nhìn toàn cảnh và thiết thực hơn, dưới góc nhìn của người tiêu dùng và các nhà bán lẻ, KPMG Việt ...

Sạc siêu nhanh làm giảm 40% tuổi thọ pin xe điện Các nghiên cứu mới chỉ ra rằng công nghệ sạc nhanh có thể làm giảm 40% tuổi thọ pin xe điện, đặt ra thách thức ...

Foxtron sẽ phát triển và cung cấp mẫu xe điện cho Mitsubishi Motors Foxtron, công ty con của tập đoàn Foxconn, ký kết biên bản ghi nhớ với Mitsubishi Motors phát triển xe điện cho thị trường Australia ...