حجم سوق أنود السيليكون في أمريكا الشمالية، وحصته، وتحليل تأثير فيروس كورونا (COVID-19)، حسب السعة (<= 3000 مللي أمبير/جم،> 3000 مللي أمبير/جم)، وصناعة الاستخدام النهائي (السيارات، والإلكترونيات الاستهلاكية، والطاقة، والصناعة، وغيرها) )، والتنبؤات القطرية، 2023-2030

بلغت قيمة سوق أنود السيليكون في أمريكا الشمالية 55.9 مليون دولار أمريكي في عام 2022 ومن المتوقع أن ينمو من 88.1 مليون دولار أمريكي في عام 2023 إلى 965 مليون دولار أمريكي بحلول عام 2030، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 40.8٪ خلال الفترة المتوقعة.

أنودات السيليكون هي امتداد يستخدم في بطاريات السيليكون أيون الليثيوم. لديهم عمر بطارية أطول وتخزين طاقة أعلى. يعتبر السيليكون مادة أنود واعدةبطاريات الليثيوم أيونحيث أنها تتمتع بسعة تخزين طاقة قياسية (حوالي 4000 مللي أمبير g−1). وهذا أعلى بعشر مرات من الجرافيت المستخدم في البطاريات التجارية. تعمل الأنودات المركبة من السيليكون والأنودات القائمة على السيليكون على تحسين الأداء الكهروكيميائي لبطارية ليثيوم السيليكون. لديهم عمر خدمة طويل، وكثافة طاقة عالية، وتتطلب صيانة أقل.

اتجاهات سوق أنود السيليكون في أمريكا الشمالية

تزايد الطلب على التقنيات المستدامة لدفع تقدم السوق

من المتوقع أن يؤدي الاهتمام المتزايد بالتقنيات المستدامة إلى تعزيز الطلب على الأنودات لأنها تتمتع بدرجة عالية من الاستقرار والكفاءة والمتانة. تساعد مواد أنود السيليكون على تقليل انبعاثات الكربون وتعزيز التقنيات المستدامة من خلال زيادة كفاءة أنظمة تخزين الطاقة. وبصرف النظر عن استخدام بطاريات سيليكون أيون الليثيوم للمركبات الكهربائية، يمكن استخدام المنتج في تطبيقات أخرى، مثل أنظمة الطلاء الكهربائي ومعالجة المياه. تعمل هذه الأنودات أيضًا على زيادة الكفاءة وتوفر ثباتًا عاليًا لهذه التطبيقات.

علاوة على ذلك، يُظهر تحليل أحدث اتجاهات السوق للمنتج أن التركيز المتزايد على تعزيز التقنيات المستدامة وتقليل انبعاثات الكربون سيدفع الطلب على الطاقة النظيفة والمستدامة.الطاقة المتجددةمصادر. ونتيجة لذلك، من المتوقع أن يؤدي ارتفاع الطلب على حلول تخزين الطاقة إلى تعزيز استخدام الأنودات في السنوات القادمة. ولذلك، من المتوقع أن يؤدي الطلب المتزايد على التقنيات المستدامة إلى دفع نمو سوق أنود السيليكون في أمريكا الشمالية خلال الفترة المتوقعة.

تأثير كوفيد-19

أدت اضطرابات سلسلة التوريد بسبب قيود الإغلاق الناجمة عن فيروس كورونا (كوفيد-19) إلى إعاقة نمو السوق

أثر ظهور جائحة كوفيد-19 في عام 2020 بشكل كبير على مبيعات الأنودات القائمة على السيليكون بسبب انخفاض الطلب من العديد من صناعات المستخدم النهائي. لم يؤثر تفشي المرض بشكل كبير على توريد المواد الخام لصنع أنود السيليكون، بصرف النظر عن تأخيرات النقل بسبب قيود السفر والمخاوف الطفيفة بشأن نقص السائقين. واستمر عدد قليل من مصنعي المعدات الأصلية في المنطقة في الحصول على الإمدادات من موردين بديلين، مما سمح للمصانع بتلبية الطلب على المدى القصير، في حين أوقف آخرون عملياتهم. أثرت صعوبات الطلب الناجمة عن فيروس كورونا (كوفيد-19) على صناعة تصنيع البطاريات في المنطقة، والتي واجهت عجزًا في القدرة يتراوح بين 25 جيجاوات في الساعة إلى 30 جيجاوات في الساعة في عام 2020.

العوامل الدافعة

زيادة الطلب على السيارات الكهربائية (EV) لتعزيز نمو السوق

الطلب المتزايد على السيارات الكهربائية يعزز نمو السوق. قد يستمر الاستخدام المتزايد للبطاريات الآمنة وطويلة الأمد وعالية الأداء في العديد من التطبيقات، مثل تخزين الشبكة والمركبات الكهربائية والإلكترونيات الاستهلاكية، في تعزيز الطلب على أنودات السيليكون في أمريكا الشمالية. يؤدي ارتفاع مبيعات السيارات الكهربائية إلى زيادة الطلب على بطاريات سيليكون أيون الليثيوم لأنها أكثر أنواع البطاريات شيوعًا المستخدمة في هذه المركبات. وبالتالي، من المتوقع أن يزداد الطلب على المواد المستخدمة في تصنيع هذه البطاريات، مثل أنودات السيليكون.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن الارتفاع في اعتمادالحافلات الكهربائيةللنقل في البلدان المتقدمة، مثل الولايات المتحدة وكندا، تقود مبيعات مواد البطاريات. ويؤدي ارتفاع عدد السكان في هذه البلدان والاقتصاد المتنامي إلى زيادة الطلب على المركبات الخاصة وأنظمة النقل، مما سيؤدي إلى زيادة مبيعات مواد البطاريات. يتم بيع بطاريات الليثيوم بكميات كبيرة، مما يؤدي إلى تحسين أسعارها وزيادة نمو السوق بشكل عام.

علاوة على ذلك، فإن السياسات التي تستهدف حظر المبيعات المستقبلية لمحركات الاحتراق في دول أمريكا الشمالية تؤثر بشكل إيجابي على مبيعات السيارات الكهربائية. علاوة على ذلك، أدى التقدم التكنولوجي واهتمام المستهلكين المتزايد إلى تطوير بطاريات أكثر إحكاما تغطي مسافات أطول، مع توفير متانة إضافية وتوفير كبير في التكاليف. ومن المتوقع أن تساهم هذه الاتجاهات في زيادة الطلب والعرض على مواد البطاريات في المستقبل.

العوامل المقيدة

التحديات أثناء عملية الليثيوم لتقييد اعتماد المنتج

يتوفر السيليكون بكثرة على الأرض ويتم إنتاج المواد القائمة على السيليكون على نطاق واسع منذ سنوات. ومع ذلك، فإن استخدام المواد القائمة على السيليكون كأنودات لبطاريات الليثيوم أيون أمر صعب للغاية لأنه ليس عملية واضحة. يجب التغلب على العديد من التحديات لاستخدام المواد القائمة على السيليكون كأنودات لمختلف التطبيقات الصناعية.

التحدي الأكبر في استخدام السيليكون كأنود هو تمدد الحجم الكبير بنسبة تصل إلى 300% أثناء عملية الليثيوم (التفريغ). تباين كبير في حجمالسيليكونيمكن أن يحفز الفولتية العالية عندما يتم إدخال الليثيوم في بطارية الأنود القائمة على السيليكون.

يمكن أن تؤدي مثل هذه الاختلافات الكبيرة في الحجم إلى عدة عواقب، بما في ذلك عادةً كسر وتشقق أنود السيليكون، وتدمير وتجديد طبقة الطور البيني بالكهرباء الصلبة (SEI) على الأسطح المكسورة، وتدهور التوصيل الكهربائي. يُشار الآن إلى هذه العوامل وتأثيرها على الخواص الكهروكيميائية باسم التأثير الكيميائي الميكانيكي، والذي يساهم بشكل مباشر في الفقد السريع لقدرة نظام البطارية.

التقسيم

عن طريق تحليل القدرات

قطاع >3000 مللي أمبير/جم سيكتسب زخمًا بسبب الطلب المتزايد من صناعات الاستخدام النهائي

حسب القدرة، يتم تقسيم السوق إلى <= 3000 مللي أمبير/جم و> 3000 مللي أمبير/جم.

من المتوقع أن يستحوذ قطاع> 3000 مللي أمبير/جرام على حصة سوقية مهيمنة في أنود السيليكون خلال فترة التنبؤ. تتمتع هذه الأنودات بسعة أكبر تصل إلى 10x لكل جرام (mAh/g) وسعة حجمية أكبر بما يصل إلى 3x (mAh/cc) من أنودات الجرافيت. برز السيليكون كواحد من أكثر مواد الأنود ذات السعة العالية جاذبية بسبب قدرته النظرية الأعلى (4200 مللي أمبير / جم) مقارنة بأنودات الجرافيت التقليدية.

ومع ذلك، نظرًا للسعة النوعية العالية للسيليكون، فإن صناعة السبائك مع الليثيوم تؤدي إلى تغير كبير في الحجم (أكبر من 300٪). يمكن أن تتسبب هذه التغيرات الشديدة في الحجم في حدوث تشقق شديد في القطب الكهربائي وانهياره، مما يؤدي إلى خسارة كبيرة في السعة.

عن طريق تحليل صناعة الاستخدام النهائي

من المتوقع أن يهيمن قطاع السيارات على السوق بسبب ارتفاع الطلب على المنتجات من المركبات الكهربائية

على أساس صناعة الاستخدام النهائي، ينقسم السوق إلى السيارات،الالكترونيات الاستهلاكيةوالطاقة والطاقة والصناعة وغيرها.

تعمل صناعة السيارات سريعة النمو على زيادة استهلاك أنودات السيليكون بشكل كبير. على سبيل المثال، أظهرت فترة ما بعد الوباء زيادة كبيرة في الطلب على السيارات الفاخرة والكهربائية. يقوم مصنعو بطاريات السيارات الكهربائية باستبدال الجرافيت بالسيليكون في الأنودات نظرًا لقدرته الأعلى.

استحوذ قطاع الإلكترونيات على حصة سوقية كبيرة ومن المتوقع أن يسجل معدل نمو سنوي مركب كبير خلال الفترة المتوقعة.  إن التوسع السكاني في المناطق الحضرية، وارتفاع الدخل المتاح، وسلسلة التوريد القوية، وتزايد انتشار الإنترنت، سيزيد بشكل كبير من الطلب على الأجهزة الإلكترونية في المنطقة. علاوة على ذلك، من المتوقع أن يلعب اعتماد الرقمنة على نطاق واسع بسبب الوباء دورًا رئيسيًا في دفع نمو السوق.

رؤى البلد

استحوذ سوق أنود السيليكون في الولايات المتحدة على حصة سوقية أكبر في عام 2022. ومن المتوقع أن يكون قطاع السيارات محركًا مهمًا لسوق أنود السيليكون في الولايات المتحدة. تعمل العوامل، مثل ارتفاع الدخل المتاح وصناعة السيارات المتطورة بالكامل في البلاد، على زيادة الطلب على المنتج بشكل فعال.  علاوة على ذلك، تقوم العديد من الشركات العاملة في البلاد بأنشطة البحث والتطوير لتطوير منتجات عالية الجودة، مما يعزز الطلب على المنتجات.

يمكن أن يعزى ارتفاع مبيعات أنودات السيليكون في كندا إلى الطلب المتزايد على المنتجات من صناعتي السيارات والإلكترونيات في البلاد. من المتوقع أن يؤدي الطلب المتزايد على المنتجات عالية الجودة وطويلة الأمد إلى دفع نمو السوق في البلاد. علاوة على ذلك، من المتوقع أن تؤدي الحاجة المتزايدة للبطاريات في السيارات الكهربائية إلى دفع تقدم السوق في البلاد.

اللاعبون الرئيسيون في الصناعة

يستثمر اللاعبون الرئيسيون في أنشطة البحث والتطوير لتحقيق نمو قوي في الإيرادات

تم توحيد هذا السوق، حيث يمتلك عدد صغير من الموردين الراسخين أغلبية حصة السوق. اللاعبون الرئيسيون العاملون في السوق هم Amprius Technologies، وEnevate Corporation، وSila Nanotechnologies, Inc.، وTargray Technology International، وSiFAB/Alkegen. تستثمر معظم الشركات بشكل كبير في أنشطة البحث والتطوير واسعة النطاق لابتكار منتجاتها وتحقيق نمو الإيرادات.

ويتنافس المشاركون في السوق بشدة مع اللاعبين الدوليين والإقليميين الذين يتمتعون بشبكات توزيع واسعة ومعرفة تنظيمية وموردين. بالإضافة إلى ذلك، تقوم العديد من الشركات بتوقيع عقود استحواذ وشراكات استراتيجية مع قادة السوق الآخرين لتوسيع أسواقها الحالية.

قائمة الشركات الرئيسية:

• أمبريوس تكنولوجيز(نحن.)


• شركة اينيفيت(نحن.)


• شركة سيلا لتقنيات النانو(نحن.)


• تارغراي للتكنولوجيا الدولية(كندا)


• سيفاب / ألكيجن(نحن.)


• شركة NanoGraf (الولايات المتحدة)


• HPQ السيليكون (كندا)


• أدفانو (الولايات المتحدة)


• شركة المعادن التطبيقية (الولايات المتحدة)


• بطارية ليثيوم كاليفورنيا(نحن.)


• شركة اينوفيكس(نحن.)


• شركة إيوسيل(نحن.)


• المجموعة 14 (الولايات المتحدة)


• مواد البطارية NEO المحدودة(كندا)


• نيكسون المحدودة(المملكة المتحدة.)


• علوم البطارية OneD (الولايات المتحدة)


• شركة الطاقة الصلبة(نحن.)


• شركة Ionblox (الولايات المتحدة)

التطورات الصناعية الرئيسية:

• مارس 2023-أعلنت شركة Enovix عن أول منشأة إنتاج كبيرة الحجم (Fab-2) في بينانج، ماليزيا. وتهدف منشأة التصنيع الجديدة إلى دعم النمو وزيادة الحجم، ومن المتوقع أن يبدأ إنتاجها بحلول عام 2024.


• أكتوبر 2022-أعلنت شركة Enevate Corporation وLightning Motorcycles عن شراكة استراتيجية لتعزيز خلايا بطاريات الليثيوم أيون وتسويقها تجاريًا. تهدف هذه الشراكة إلى تحقيق الابتكار من خلال تقليل وقت الشحن وتحسين البنية التحتية العامة الحالية للشحن.


• أكتوبر 2022-أعلنت شركة Enevate Corporation وSealence، وهي شركة ناشئة تعمل في مجال التكنولوجيا العميقة ومبتكرة في مجال دفع القوارب، عن تعاون في مجال خلايا البطاريات عالية الأداء للتطبيقات البحرية. المشروع، المسمى DeepSpeed، هو عبارة عن تقنية عالمية حاصلة على براءة اختراع مع نظام دفع عالي يمكنه توفير طاقة تتراوح بين 250 حصانًا و1300 حصان.


• مايو 2022-أعلنت شركة مرسيدس بنز أنها ستدمج تقنيات سيلا النانوية في بناء كيمياء أنود السيليكون للسيارات الكهربائية من الفئة G من مرسيدس. كان من المتوقع أن يجلب هذا التأسيس الابتكار إلى محفظة السيارات الكهربائية لعملاق السيارات وخيارات تكنولوجيا البطاريات الجديدة لتصبح شركة رائدة في تصنيع السيارات الكهربائية.


• سبتمبر 2021-أكملت شركة Alkegen، وهي شركة تابعة لشركة Unifrax Holding Co.، مرحلتها الأولى من خط تصنيع واسع النطاق لتكنولوجيا بطاريات أنود ألياف السيليكون في منشأة Unifrax في شمال وسط إنديانا. تم إنشاء المنشأة الجديدة لمساعدة الشركة في توسيع مجموعة منتجاتها وتحقيق هدف تحويل صناعة البطاريات.

تغطية التقرير

يقدم تقرير البحث تحليلاً مفصلاً للسوق ويركز على الجوانب الحاسمة، مثل الشركات الرائدة وقدرات المنتج وصناعات الاستخدام النهائي. كما يقدم التقرير نظرة ثاقبة لأحدث اتجاهات السوق ويسلط الضوء على تطورات الصناعة الحيوية. بالإضافة إلى العوامل المذكورة أعلاه، يشمل التقرير عوامل مختلفة تساهم في نمو سوق أمريكا الشمالية في السنوات الأخيرة.

يتضمن هذا التقرير بيانات تاريخية وتوقعات لنمو الإيرادات على المستويين الإقليمي والقطري، ويحلل أحدث ديناميكيات وفرص السوق في الصناعة.

نطاق التقرير والتجزئة