SiC Power Semiconductor Market

Globaler Marktüberblick über SiC-Leistungshalbleiter:

Der Markt für SiC-Leistungshalbleiter hatte im Jahr 2023 ein geschätztes Volumen von 0,2 Milliarden US-Dollar. Die SiC-Leistungshalbleiterbranche soll von 0,3 Milliarden US-Dollar im Jahr 2024 auf 1,6 Milliarden US-Dollar im Jahr 2032 wachsen und im Prognosezeitraum (2024–2032) eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) von 23,4 % aufweisen. Der Ausbau der Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten zur Verbesserung der Materialeigenschaften und die zunehmende Verbreitung von Elektrofahrzeugen sind die wichtigsten Markttreiber für das Marktwachstum.

Quelle: Sekundärforschung, Primärforschung, MRFR-Datenbank, Analystenbericht

Markttrends für SiC-Leistungshalbleiter

• Steigende Verbreitung von Elektrofahrzeugen treibt das Marktwachstum an

Die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) des Marktes für SiC-Leistungshalbleiter wird durch zunehmende Initiativen vorangetrieben, wie z. B. die zunehmende Akquisition durch das US-Energieministerium für NREL-geführte Analysen mit dem Ziel, die Herstellungskosten von SiC-Leistungselektronik zu senken. Dies könnte diese Trends weiter unterstützen und die die Möglichkeiten eines robusteren Marktes. Die Welt verändert sich rasant und wendet sich erneuerbaren Energien zu. Alle Sektoren, Regierungsinstitute und Marktteilnehmer konzentrieren sich verstärkt auf den Aufbau einer Infrastruktur für Elektrofahrzeuge und die Steigerung der Nachfrage nach Elektrofahrzeugen.

Laut der Internationalen Energieagentur (IEA) waren im Jahr 2021 16,5 Millionen Elektroautos auf den Straßen, eine Verdreifachung in nur drei Jahren und im Vergleich zu 2020 eine enorme Zahl. Die Verkäufe von Elektroautos stiegen und verdoppelten sich in China, expandierten in Europa weiter und erreichten 2021 in den USA ihren Höhepunkt. Diese Daten deuten darauf hin, dass die Marktdurchdringung von Elektrofahrzeugen enorm zunimmt, was sich positiv auf die Umwelt und den Markt für SiC-Leistungshalbleiter auswirken kann. SiC ist bei hohen Spannungen hocheffizient und ermöglicht schnelle Batterieladezeiten, die mit denen herkömmlicher Fahrzeuge vergleichbar sind. Siliziumkarbid-Leistungselektronik ermöglicht den Ausbau von 800-Volt-Antriebssystemen und ebnet so den Weg für leichtere Elektrofahrzeuge mit größerer Reichweite.

Darüber hinaus drängen mehrere Akteure in den Markt für SiC-Leistungshalbleiter, um das Potenzial der Nachfrage nach Cleantech zu nutzen. So gab die NoMIS Power Group im April 2021 bekannt, dass sie Module, SiC-Leistungshalbleiterbauelemente und Dienstleistungen entwickeln, herstellen und verkaufen will, um Entwickler von Energiemanagementprodukten zu unterstützen und so den Umsatz auf dem Markt für SiC-Leistungshalbleiter zu steigern.

Der Energieverlust von SiC während der Rückheilungsphase beträgt nur 1 % des Energieverlusts von Silizium, was zu einer enormen Diskrepanz in der Effizienz des Materials führt. Das nahezu fehlende Reststrom ermöglicht ein schnelleres Abschalten und reduziert die Verluste. Da weniger Energie abgeführt werden muss, kann ein SiC-Bauelement mit höheren Frequenzen schalten und die Effizienz steigern. Die geringere Größe, Effizienz und das geringere Gewicht von SiC im Vergleich zu anderen Materialien ermöglichen eine höherwertige Lösung oder ein kleineres Design mit reduziertem Kühlbedarf. Daher ist die Einführung von SiC-Leistungshalbleitern ein wichtiger Faktor, der das Wachstum des SiC-Leistungshalbleitermarktes voraussichtlich vorantreiben wird.

Einblicke in das Marktsegment SiC-Leistungshalbleiter:

Einblicke in SiC-Leistungshalbleiterbauelemente

Die Marktsegmentierung von SiC-Leistungshalbleitern umfasst diskrete SiC-Bauelemente (MOSFETs, Dioden und Module) und SiC-Bare-Die-Bauelemente. Das Segment der diskreten SiC-Bauelemente dominierte den Markt und erzielte im Prognosezeitraum den größten Umsatz. Mehrere Unternehmen bringen SiC-basierte MOSFETs auf den Markt, um von einer potenziell steigenden Nachfrage in verschiedenen Branchen zu profitieren.

August 2022: Die Toshiba Corporation stellte ihre 650-V- und 1200-V-Siliziumkarbid-MOSFETs der 3. Generation vor, die die Schaltverluste in Industrieanlagen um 20 % reduzierten.

Einblicke in die Anwendung von SiC-Leistungshalbleitern

Die Marktsegmentierung für SiC-Leistungshalbleiter umfasst nach Anwendung HF-Geräte und Mobilfunkbasisstationen, Stromversorgung und Wechselrichter, Stromnetze, EV-Motoren, industrielle Motorantriebe, Eisenbahnantriebe und mehr. Die Kategorie der EV-Motoren erzielte im Prognosezeitraum aufgrund der zunehmenden Verbreitung von SiC-Halbleitern in Elektrofahrzeugen den höchsten Umsatz. Siliziumkarbid-Halbleiter (SiC) bieten Eigenschaften wie Langlebigkeit für Hochfrequenzschalter und geringe Energieverluste, was sie ideal für den Einsatz in Konvertern, Ladegeräten und Wechselrichtern macht.

Abbildung 1: Markt für SiC-Leistungshalbleiter nach Anwendung, 2022 & 2032 (Milliarden USD)

Quelle: Sekundärforschung, Primärforschung, MRFR-Datenbank und Analystenbewertung

Einblicke in die Wafergröße von SiC-Leistungshalbleitern

Die Marktsegmentierung für SiC-Leistungshalbleiter basierend auf der Wafergröße umfasst 2 Zoll, 4 Zoll sowie 6 Zoll und mehr. Die Kategorie 6 Zoll und mehr generierte im Prognosezeitraum aufgrund der großtechnischen Produktion von Siliziumkarbid-Wafern den höchsten Umsatz. Diese Wafer ermöglichen auch die Herstellung von Galliumnitrid (GaN)-Bauelementen, einschließlich Leistungsbauelementen und Leuchtdioden (LED).

Einblicke für Endnutzer von SiC-Leistungshalbleitern

Die Marktsegmentierung für SiC-Leistungshalbleiter, basierend auf Endnutzern, umfasst Telekommunikation, Energie & Strom, Automobil, Industrie, Elektronik und andere. Das Energie- & Stromsegment wird den Markt im Prognosezeitraum dominieren. SiC-Halbleiterbauelemente bieten dort eine Vielzahl von Vorteilen. Beispielsweise senken Siliziumkarbid (SiC)-Halbleiterbauelemente wie Dioden und MOSFETs die Systemkosten, minimieren die Komponentengröße und verbessern die Energieeffizienz beim Laden von Elektrofahrzeugen.

Regionale Einblicke in SiC-Leistungshalbleiter

Nach Regionen sortiert, bietet die Studie Markteinblicke für Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik und den Rest der Welt. Der Markt für SiC-Leistungshalbleiter im Asien-Pazifik-Raum wird diesen Markt dominieren. Die Präsenz führender Marktteilnehmer dürfte das Marktwachstum in der Region vorantreiben. Die steigenden Investitionen in Entwicklung und Fertigung in der gesamten Region tragen ebenfalls zum Marktwachstum bei. So kündigte Toshiba Electronic Components and Storage Co., Ltd. im März 2022 eine Investition im Wert von 100 Milliarden JPY (839 Millionen USD) in den Kapazitätsausbau von Leistungskomponenten an.

Die wichtigsten im Marktbericht untersuchten Länder sind die USA, Kanada, Deutschland, Frankreich, Großbritannien, Italien, Spanien, China, Japan, Indien, Australien, Südkorea und Brasilien.

Abbildung 2: MARKTANTEIL VON SiC-LEISTUNGSHALBLEITERN NACH REGION 2022 (%)

Quelle: Sekundärforschung, Primärforschung, MRFR-Datenbank und Analystenbericht

Der nordamerikanische Markt für SiC-Leistungshalbleiter nimmt den zweitgrößten Marktanteil ein. Die Konzentration namhafter Akteure in dieser Region ermutigt die Hersteller von Leistungselektronik, innovative SiC-Halbleiterbauelemente für eine bessere Effizienz einzusetzen. Darüber hinaus ergreifen führende regionale Akteure strategische Initiativen, die das Wachstum der Region vorantreiben. Darüber hinaus hielt der US-amerikanische Markt für SiC-Leistungshalbleiter den größten Marktanteil, und der kanadische Markt für SiC-Leistungshalbleiter war der am schnellsten wachsende Markt in Europa.

Der europäische Markt für SiC-Leistungshalbleiter wird voraussichtlich zwischen 2024 und 2032 die schnellste jährliche Wachstumsrate (CAGR) aufweisen. Dies ist auf die zunehmende Einführung fortschrittlicher Technologien und Halbleiter in zahlreichen Sektoren zurückzuführen. Darüber hinaus hielt der deutsche Markt für SiC-Leistungshalbleiter den größten Marktanteil, und der britische Markt für SiC-Leistungshalbleiter war der am schnellsten wachsende Markt in Europa.

Wichtige Marktteilnehmer für SiC-Leistungshalbleiter & Wettbewerbseinblicke

Führende Marktteilnehmer investieren massiv in Forschung und Entwicklung, um ihre Produktlinien zu erweitern und so das Wachstum des Marktes für SiC-Leistungshalbleiter weiter voranzutreiben. Marktteilnehmer ergreifen zudem verschiedene strategische Maßnahmen, um ihre Präsenz zu erweitern. Wichtige Marktentwicklungen umfassen die Einführung neuer Produkte, vertragliche Vereinbarungen, Fusionen und Übernahmen, höhere Investitionen und die Zusammenarbeit mit anderen Unternehmen. Um sich in einem wettbewerbsintensiveren und aufstrebenden Marktumfeld zu behaupten und zu bestehen, muss die SiC-Leistungshalbleiterindustrie kostengünstige Produkte anbieten.

Die lokale Fertigung zur Minimierung der Betriebskosten ist eine der wichtigsten Geschäftsstrategien der Hersteller in der SiC-Leistungshalbleiterindustrie, um Kunden zu profitieren und den Markt zu vergrößern. Wichtige Akteure auf dem Markt für SiC-Leistungshalbleiter, darunter WOLFSPEED, INC., STMicroelectronics, ROHM CO., LTD., Fuji Electric Co., Ltd., Mitsubishi Electric Corporation, Texas Instruments Incorporated und andere, versuchen, die Marktnachfrage durch Investitionen in Forschung und Entwicklung zu steigern.

Hitachi Ltd (Hitachi) ist ein internationaler Mischkonzern mit Präsenz in den Bereichen Informationstechnologie, Elektronik, Energiesysteme, soziale Infrastruktur, Industriesysteme und Baumaschinen. Das Unternehmen produziert und vertreibt Informations- und Telekommunikationssysteme, Energiesysteme, soziale und industrielle Systeme, Baumaschinen, elektronische Systeme, Automobilsysteme sowie intelligente Lebens- und umweltfreundliche Systeme. Im Juni 2021 plant Hitachi, ein japanisches Elektronikunternehmen, seine bestehende Präsenz in Hillsboro durch den Bau eines riesigen Halbleiterforschungslabors zu erweitern, um mit Fertigungskunden in den USA bei der Entwicklung neuer Technologien zusammenzuarbeiten.

Infineon Technologies AG (Infineon) ist ein Anbieter von Halbleiterlösungen. Das Unternehmen entwirft, entwickelt, fertigt und vertreibt über seine Tochtergesellschaften anwendungsspezifische ICs, Automotive-System-ICs, Dioden, Evaluierungsplatinen sowie Produkte zum Schutz vor elektrostatischer Entladung und elektromagnetischen Störungen. Das Angebot umfasst Mikrocontroller, Hochfrequenz- und Wireless-Steuerungen, Sicherheits-ICs, Smartcard-ICs, Sensoren, Schnittstellen und Transistorprodukte. Im April 2021 führte die Infineon Technologies AG ein neues EasyPACK 2B-Modul für ihre 1200-V-Entwicklungslinie ein. Das Modul weist eine dreistufige Active-NPC-Topologie (ANPC) auf, die TRENCHSTOP IGBT7-Bauelemente, CoolSiC-MOSFETs, NTC-Temperatursensoren und Pins mit PressFIT-Kontakttechnologie umfasst.

Zu den wichtigsten Unternehmen im Markt für SiC-Leistungshalbleiter gehören

• WOLFSPEED, INC.

• STMicroelectronics

• ROHM CO., LTD.

• Fuji Electric Co., Ltd.

• Mitsubishi Electric Corporation

• Texas Instruments Incorporated

• Infineon Technologies AG

• Semikron Danfoss, Xiamen Powerway Advanced Material Co., Ltd.

• Renesas Electronics Corporation

Entwicklungen in der SiC-Leistungshalbleiterindustrie

Juli 2022: SemiQ stellte seinen Siliziumkarbid-Leistungsschalter der 2. Generation vor, einen 1200-V-80-mΩ-SiCMOSFET, und erweiterte damit sein Portfolio an SiC-Leistungsbauelementen. Der neue MOSFET ergänzt die bestehenden SiC-Gleichrichter des Unternehmens mit 650 V, 1200 V und 1700 V, die einen hohen Wirkungsgrad für Hochleistungsanwendungen wie Elektrofahrzeuge erzielen.

Mai 2022: STMicroelectronics gab seine Partnerschaft mit Semikron bekannt. Ziel ist die Bereitstellung von Siliziumkarbid (SiC)-Technologie für die von dem Unternehmen gelieferten eMPack-Leistungsmodule für Elektrofahrzeuge (EV).

Marktsegmentierung für SiC-Leistungshalbleiter:

Ausblick für SiC-Leistungshalbleiterbauelemente

• SiC-Diskret Bauelemente

  • MOSFET

  • Diode

  • Modul

• SiC-Bare-Die-Bauelemente

Anwendungsausblick für SiC-Leistungshalbleiter

• HF-Bauelemente & Mobilfunkbasisstation

• Stromversorgung & Wechselrichter

• Stromnetze

• EV-Motor

• Industrielle Motorantriebe

• Eisenbahntraktion

• Andere

SiC-Leistungshalbleiter-Wafer-Größenausblick

• 2 Zoll

• 4 Zoll

• 6 Zoll und mehr

SiC-Leistung Ausblick für Halbleiter-Endverbraucher

• Telekommunikation

• Energie & Strom

• Automobilindustrie

• Industrie

• Elektronik

• Sonstige

Regionaler Ausblick für SiC-Leistungshalbleiter

• Norden Amerika

• USA

• Kanada

• Europa

• Deutschland

• Frankreich

• Großbritannien

• Italien

• Spanien

• Rest von Europa

• Asien-Pazifik

• China

• Japan

• Indien

• Australien

• Südkorea

• Australien

• Restlicher Asien-Pazifik-Raum

• Der Rest Welt

• Naher Osten

• Afrika

• Lateinamerika