Eine aktuelle Studie von IDTechEx in ihrem neuen Marktbericht „Leistungselektronik für Elektrofahrzeuge 2022–2032“ untersucht die Bedeutung von Wechselrichtern für die Erzielung einer größeren Reichweite von Elektrofahrzeugen und die Differenzierung im Markt.
Grundsätzlich ist die Leistungselektronikindustrie jedoch auf den Übergang zu einer neuen, ausgereiften Halbleitertechnologie angewiesen. Selbst ohne diese ist der Bedarf an Halbleitern pro Elektrofahrzeug etwa 2,3-mal höher als bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Ist die Elektrifizierung angesichts eines Halbleitermangels nachhaltig?
Die Ursache des Mangels (und warum der Automobilsektor besonders empfindlich reagiert)
Der Automobilmarkt gehörte zu den größten Verlierern der Branche. Im Jahr 2020 brach die Nachfrage nach Neuwagen ein: Die Verkaufszahlen sanken im Vergleich zum Vorjahr um 15 Prozent, bedingt durch veränderte Verbraucherbedürfnisse im Zusammenhang mit Reisen, Arbeitsplatzunsicherheit und Fabrikschließungen während der Lockdowns.
Das Problem besteht darin, dass Halbleiterfabriken aufgrund der Folgen von Produktionsausfällen und langen Anlaufzeiten, die Wochen oder Monate dauern und die Gewinne schmälern, so kontinuierlich wie möglich arbeiten müssen. Obwohl die Nachfrage nach Automobilen im Jahr 2020 zurückging und die Automobilhersteller Bestellungen verschoben oder stornierten, wurde die dadurch entstandene Kapazitätslücke schnell in andere Branchen umgeleitet und ließ sich nicht so einfach wieder zurückgewinnen.
Im Jahr 2021 hat sich die Nachfrage aus anderen Sektoren (unabhängig davon, ob sie durch Covid bedingt ist), wie Smartphones, Cloud Computing oder Data Mining, noch nicht entspannt, und die Krise hat sich verschärft, da die Lieferzeiten für wichtige Teile wie Mikrocontroller 44 Wochen erreichten.
Im April schätzte Ford, dass aufgrund der Knappheit 1,1 Millionen Fahrzeuge weniger verkauft würden, und im vergangenen Monat reduzierte auch Toyota, das auf seine Reserven zurückgegriffen hatte, die Produktion.
Das Problem wird durch die Konzentration der Lieferkette noch verschärft, da dadurch ein zentraler Fehlerpunkt entsteht. Denkt man an Computerchips, kommen einem viele Unternehmen in den Sinn: Intel, Apple, NVIDIA, Qualcomm, AMD – doch nur wenige von ihnen stellen sie tatsächlich her.
Tatsächlich wird der Großteil der Produktion an Halbleiterhersteller in Asien ausgelagert, wo die Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) gemessen am Umsatz fast 60 % Marktanteil hält. Der Mangel an Unternehmen, die Chips herstellen können, und die langen Vorlaufzeiten für einen Lieferantenwechsel bremsen die Automobilhersteller aus.
Auswirkungen von Halbleiterengpässen auf Elektrofahrzeuge
Die Auswirkungen des Chipmangels auf den Markt für Elektrofahrzeuge lassen sich schwer vorhersagen. Anders als der globale Automobilmarkt verzeichneten die Verkaufszahlen von Elektrofahrzeugen im Jahr 2020 ein stetiges Wachstum von rund 40 % gegenüber dem Vorjahr; dieses Wachstum setzt sich auch in diesem Jahr fort, und die Verkaufszahlen dürften 2021 voraussichtlich 5 Millionen erreichen.
Bemerkenswert ist, dass Elektrofahrzeuge mehr Halbleitermaterial benötigen als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor. Basierend auf den aktuellen Entwicklungen und unter der Annahme, dass keine Lieferengpässe auftreten, schätzen wir, dass die Elektrifizierung des Automobilsektors (BEV, PHEV, FCEV, HEV, 48V) bis 2022 im Vergleich zu einem Szenario ohne Elektrifizierung zusätzliche Kosten in Höhe von 7,4 Milliarden US-Dollar für Halbleitermaterial verursachen wird.
Allerdings stellen Elektrofahrzeuge einen massiven Wachstumssektor für die Halbleiterindustrie dar, wobei das Wachstum von der Leistungselektronik getrieben wird, während der aktuelle Mangel hauptsächlich Mikrocontroller (MCUs) betrifft.
Darüber hinaus bedeutet das anhaltende Wachstum der Märkte für Elektrofahrzeuge bis 2020, dass die Automobilhersteller weniger wahrscheinlich Komponenten für Elektrofahrzeuge streichen werden, zumindest nicht im gleichen Maße wie bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor, und Elektrofahrzeuge konnten einen Teil der Auswirkungen vermeiden.
Tesla gibt an, die Krise 2021 weitgehend durch die Entwicklung neuer Mikrocontroller-Designs und den Wechsel des Mikrocontroller-Lieferanten bewältigt zu haben; die Verkaufszahlen blieben stabil. Weniger etablierte Elektrofahrzeug-Startups schneiden schlechter ab, sind aber typischerweise im High-End-Bereich oder in Segmenten mit geringen Stückzahlen tätig. Nikola beispielsweise hat die Markteinführung seiner Brennstoffzellenfahrzeuge verschoben, was jedoch einen Verlust von weniger als 100 Einheiten im Jahr 2021 bedeutet.
Der Markt für Elektrofahrzeuge wird zwar betroffen sein, doch IDTechEx geht nicht von einem Wachstumsstopp aus. Es gibt Hoffnung, und Ford erklärt: „Wir sehen das zweite Quartal [2021] als Tiefpunkt.“ Tatsächlich rechnet IDTechEx mit einer allmählichen Verbesserung bis 2022, die maßgeblich von der nachlassenden Nachfrage im Bereich Telefon-, Laptop- und Homeoffice-Technologie abhängt und weniger von den langfristigen Kapazitätserweiterungsplänen der Halbleiterhersteller.
