Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) Marktgröße, Anteil und COVID-19-Auswirkungsanalyse, nach Spannung (Niederspannung, Mittelspannung und Hochspannung), nach Anwendung (Unterhaltungselektronik, industrielle Fertigung, Automobil (EV/HEV), Wechselrichter/ UPS, Eisenbahnen, erneuerbare Energien und andere) und regionale Prognose, 2021-2028

Die globale Marktgröße für Bipolartransistoren mit isoliertem Gate belief sich im Jahr 2020 auf 5,40 Milliarden US-Dollar und wird voraussichtlich von 5,86 Milliarden US-Dollar im Jahr 2021 auf 11,24 Milliarden US-Dollar im Jahr 2028 wachsen, bei einer jährlichen Wachstumsrate von 9,8 %. Der asiatisch-pazifische Raum dominierte den Weltmarkt mit einem Anteil von 43,8 % im Jahr 2020.

Unserer Analyse zufolge wies der Weltmarkt im Jahr 2020 ein deutliches Wachstum von 8,0 % auf, verglichen mit dem durchschnittlichen jährlichen Wachstum im Zeitraum 2017–2019. Die globalen Auswirkungen von COVID-19 waren beispiellos und erschütternd, da Bipolartransistoren mit isoliertem Gate inmitten der Pandemie in allen Regionen negative Auswirkungen auf die Nachfrage hatten. Der Anstieg der CAGR ist auf die Nachfrage und das Wachstum dieses Marktes zurückzuführen und kehrt nach dem Ende der Pandemie auf das Niveau vor der Pandemie zurück.

Das Bipolartransistormodul mit isoliertem Gate fungiert als spannungsgesteuertes elektronisches Leistungsgerät. Aufgrund der höheren Schaltfrequenz werden sie häufig in Hochspannungsanwendungen eingesetzt, die geringere Leitungsverluste erfordern. In den Branchen Automobil, Bahn, Energie und Energie sowie Unterhaltungselektronik ist eine rasante Nachfrage zu verzeichnen. Die wichtigsten Marktteilnehmer konzentrieren sich stark auf die Geschäftsausweitung durch neue innovative Anwendungen. Zum Beispiel

• Im November 2020 brachten Fronius International GmbH und Infineon Technologies einen Solarwechselrichter mit IGBT und anderen Produkten auf den Markt, um Komplettlösungsprodukte anzubieten. Es bietet Lösungen wie ein Energiespeichersystem, eine sichere Stromversorgung, den Anschluss für ein externes System und das Laden von Elektroautos.

COVID-Auswirkungen

Unterbrechung bei der Lieferung von Hardware und Komponenten beeinträchtigt das Marktwachstum inmitten von COVID-19

Der Ausbruch des Coronavirus hatte erhebliche Auswirkungen auf die gesamte Halbleiterbranche. Die globale Unterbrechung der Lieferkette aufgrund der Schließung internationaler Grenzen hat die Produktion von Halbleiterprodukten stark beeinträchtigt. Laut dem Bericht von Accenture Plc wurde für die Halbleiterindustrie ein jährliches Umsatzwachstum von 12,5 % prognostiziert, aber aufgrund von Pandemiekrisen erreichte es im Jahr 2020 nur 9 %. Ähnliches gilt für die Herstellung von Bipolartransistoren mit isoliertem Gate aufgrund der mangelnden Komponentenverfügbarkeit äußerst gestört. Darüber hinaus wirkt sich die Erlaubnis von 50 % der Gesamtbelegschaft auch negativ auf die Produktionskapazität von Bipolartransistoren mit isoliertem Gate aus. Daher verzeichnete der Markt im Jahr 2020 im Vergleich zu früheren Schätzungen eine langsame Wachstumsrate.

Langfristig könnte sich jeder Aspekt des Geschäftsmodells ändern, einschließlich der Investitionsausgaben, der Zusammensetzung des Produktportfolios, der Nachfrageprognosen, der F&E-Strategie, der Lieferkettenpräsenz und der Optionen für Fusionen und Übernahmen (M&A). und Produktionsentscheidungen. Die Marktteilnehmer müssen eine solide Ausgangsbasis schaffen, um voranzukommen. Auf dieser Grundlage können die Unternehmen den Weg zur nächsten Normalität ebnen. Darüber hinaus wird erwartet, dass der Markt nach der Pandemie aufgrund der schnellen Einführung erneuerbarer Energien, der wachsenden Nachfrage nach Elektrofahrzeugen und der zunehmenden Umsetzung von Automatisierung und Industrialisierung deutlich wachsen wird. Auch ein Anstieg der Nachfrage nach Cloud- und Rechenzentren aufgrund der zunehmenden Fernarbeit dürfte das Marktwachstum nach der Pandemie vorantreiben.

NEUESTE TRENDS

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Steigendes Bewusstsein für erneuerbare Energiequellen zur Ankurbelung des Marktes

Die Notwendigkeit, die Grundlagen für erneuerbare Energien zu stärken, wird das Wachstum des IGBT-Marktes ankurbeln. Nach Angaben der Internationalen Agentur für Erneuerbare Energien (IRENA) wird erwartet, dass erneuerbare Energien bis zum Jahr 2050 einen Anteil von 85 % am gesamten Energiesektor erreichen werden. Dem IRENA-Bericht zufolge werden Elektrofahrzeuge und

Außerdem sind aufgrund der technologischen Fortschritte und Skaleneffekte die Kosten erneuerbarer Energiequellen wie Solar- und Windenergie im letzten Jahrzehnt um mehr als 50 Prozent gesunken. Dieser enorme Anstieg beim Einsatz erneuerbarer Stromquellen bietet neue Geschäftsmöglichkeiten. Wichtige Unternehmen wie Infineon Technologies AG, ABB Ltd., Fuji Electric Ltd. und andere erkennen die potenziellen Chancen auf dem Markt und entwickeln IGBT-Produkte speziell für erneuerbare Energiequellen. Zum Beispiel

• Im März 2020 arbeitete Hopewind Electric Co., Ltd., ein chinesischer Windkonverterhersteller, mit ABB Ltd. zusammen, um IGBT-Module mittlerer Leistung mit 1700 V / 450 A zu liefern. Der Hersteller nutzt diesen Transistor für seine Windkonverteranwendungen bis 2.000 MW aus Windkraft. Daher dürfte das wachsende Bewusstsein für erneuerbare Ressourcen das Marktwachstum ankurbeln.

WACHSTUMSFAKTOREN FÜR DEN INSULATED GATE BIPOLAR TRANSISTOR-MARKT

Die steigende Nachfrage nach Elektrofahrzeugen treibt das Marktwachstum voran

IGBT ist ein wichtiger Bestandteil von Elektrofahrzeugen. Leistungshalbleiterbauelemente und -module sind die Schlüsselmodule jedes Leistungswandlers. Aufgrund der hohen Spannungs- und Strombelastbarkeit werden Bipolartransistormodule mit isoliertem Gate häufig für Anwendungen mittlerer bis hoher Leistung wie Wechselrichter für Elektrofahrzeuge verwendet. Zum Beispiel

• Im Mai 2019 kündigte Audi für seine erste Reihe von Elektrofahrzeugen die Einführung des EV-Wechselrichters von Hitachi an. Dieser Wechselrichter ist mit einem Leistungsmodul und einem integrierten Bipolartransistor mit isoliertem Gate der nächsten Generation ausgestattet. Die Kombination sorgt für eine hohe Leistungsdichte und maximiert die Motorleistung. Daher wird die zunehmende Verbreitung von Elektrofahrzeugen die Nachfrage nach Bipolartransistoren mit isoliertem Gate steigern.

Außerdem führen die zunehmenden Klimaveränderungen und die globale Erwärmung zu einem Bewusstsein für Energieressourcen in allen Bereichen. Der Automobilsektor ist einer davon und bewegt sich im Energiesparmodus. Es besteht eine steigende Nachfrage nach der Herstellung von Elektro- und Hybridfahrzeugen. Große Hersteller der Automobilindustrie planen unter Berücksichtigung staatlicher Richtlinien Investitionen in fortschrittliche Elektroautos. Ebenso zwingen die steigenden Kraftstoffpreise die Nutzer dazu, von herkömmlichen Fahrzeugen auf Elektrofahrzeuge umzusteigen. Es wird erwartet, dass dies das Wachstum des Marktes für Bipolartransistoren mit isoliertem Gate vorantreiben wird.

BESCHRÄNKENDE FAKTOREN

Designkomplexität behindert das Marktwachstum

Der mit der Gate-Steuerung eines Bipolartransistors mit isoliertem Gate verbundene Latch-up kann leicht brechen und zum Ausfall des Geräts führen. Eine leichte Verringerung der Verriegelungsstromdichte führt zu einem Anstieg der Umgebungstemperatur und verlängert die Ausschaltzeit.

Wenn der Transistor in den Latch-up-Modus eintritt, hat das Gate keine Kontrolle mehr über den Drain-Strom. Die erzwungene Kommutierung des Stroms kann in dieser Situation die einzige Möglichkeit sein, den IGBT abzuschalten.

Wenn die Latch-up-Phase nicht schnell beendet wird, führt die übermäßige Verlustleistung wahrscheinlich zur Zerstörung des Bipolartransistors. Dies dürfte das Marktpotenzial beeinträchtigen.

SEGMENTIERUNG

Durch Spannungsanalyse

Wachsende Anwendungen in verschiedenen Sektoren steigern den Marktanteil im Hochspannungsbereich

Anhand der Spannung wurde der Markt in Niederspannung, Mittelspannung und Hochspannung unterteilt. Es wird erwartet, dass die Hochspannung im Prognosezeitraum den maximalen Anteil gewinnen wird. In der Industrie bieten Hochspannungs-Bipolartransistoren mit isoliertem Gate unter anderem die Fähigkeit, hohe Ströme zu führen, die Gate-Steuerung mithilfe von Spannung durchzuführen. Die Hochspannung findet zunehmend Anwendung in verschiedenen Bereichen wie der Automobil-, Flugzeug-, UAV- und Industriebranche.

Mittelspannung dürfte im Prognosezeitraum ein schnelles Wachstum verzeichnen. Es wird erwartet, dass die steigende Nachfrage nach 1700-V-2500-V-Transistoren in der Fertigungsindustrie für Automatisierungsprozesse die Mittelspannungsnachfrage ankurbeln wird. Es wird erwartet, dass die Niederspannung mit ihrer deutlich zunehmenden Verbreitung in Elektrofahrzeugen und erneuerbaren Anwendungen stetig wächst.

Die Nieder-, Mittel- und Hochspannungen sind weiter unterteilt in bis zu 600 V und 601–1200 V, 1700 V und 2500 V bzw. 3300 V und 4500 V oben.

Nach Anwendungsanalyse

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Schnelle Einführung der Automatisierung zur Förderung der IGBT-Anwendung in der industriellen Fertigung

Basierend auf der Anwendung wird der Markt in Unterhaltungselektronik, industrielle Fertigung, Automobil (EV/HEV), Wechselrichter/USV, Eisenbahn, erneuerbare Energien und andere unterteilt. Es wird erwartet, dass die industrielle Fertigung das Segment hinsichtlich des Umsatzanteils dominieren wird. Die zunehmende Fabrikautomatisierung und die industrielle IoT-Einführung in Produktionsanlagen dürften die Nachfrage ankurbeln für Bipolartransistoren mit isoliertem Gate.

Im Automobilsektor wächst die Nachfrage nach Elektrofahrzeugen vor allem, da das Unternehmen einen reibungslosen Betrieb von Elektroautos durch die konstante Stromübertragung ins Netz gewährleistet. Um die Zuverlässigkeit zu erhöhen, die Leistung zu erhöhen und die Lebensdauer zu verlängern, sind bipolare Transistoren mit isoliertem Gate und FWD-Chips mit mehreren Bauteilen, einer Isolationsschicht und Schutzteilen im Modul untergebracht. Diese Module können in rauen Umgebungen mit hohen Temperaturen, mechanischen Vibrationen, Feuchtigkeit und Stößen sowie der Möglichkeit einer chemischen Kontamination eingesetzt werden.

Eine weitere Trendbranche mit Marktchancen ist die Unterhaltungselektronik. Mit der zunehmenden Weiterentwicklung und abnehmenden Größen gewinnt der Transistor in Geräten der Unterhaltungselektronik an Bedeutung. In Haushaltsgeräten wird es häufig zur Steuerung der Stromversorgung eingesetzt. Es ermöglicht einen effizienten und kostengünstigen Betrieb von Großgeräten wie Klimaanlagen, Kühlschränken und Mikrowellenherden, Geschirrspüler und Waschmaschinen. Es steuert auch die Leistung, um aus Kleingeräten eine vielseitige Leistung zu erzielen.

REGIONALE EINBLICKE

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Es wird erwartet, dass der asiatisch-pazifische Raum im Prognosezeitraum den größten Marktanteil und die höchste CAGR gewinnen wird. Das höchste Wachstum ist auf die Präsenz vieler Elektronik- und Halbleiterhersteller in China, Südkorea und Indien zurückzuführen. Es wird erwartet, dass China den maximalen Umsatzanteil gewinnen wird, da es das führende Land in der Herstellung von Elektrofahrzeugen ist. Der zunehmende Einsatz in Elektrofahrzeugen treibt das Marktwachstum im Land voran. Auch in Japan und Indien steigt die Nachfrage nach energiesparenden Ressourcen zusammen mit der Weiterentwicklung der Technologie.

Nordamerika wird im Prognosezeitraum voraussichtlich deutlich wachsen. Es wird erwartet, dass der Markt der Region mit dem zunehmenden Bewusstsein und der Einführung erneuerbarer Ressourcen enorme Chancen bietet. Da es sich um eine Komponente mit geringem Stromverbrauch handelt, wird sie zum Energiesparen in Nordamerika dringend empfohlen. Ebenso wird erwartet, dass Europa nach dem asiatisch-pazifischen Raum den zweitgrößten Umsatzanteil erzielen wird. Europa ist die erste Region, die Traktionssysteme auf der Basis von Bipolartransistoren mit isoliertem Gate im Eisenbahnsektor implementiert. Darüber hinaus ist Europa die führende Region bei der Herstellung von Elektrofahrzeugen und die Region ist auch führend in der gesamten Automobilindustrie auf der ganzen Welt. Es wird erwartet, dass dies die Nachfrage nach den Produkten in der Region ankurbeln wird.

Auch Lateinamerika sowie der Nahe Osten und Afrika dürften ein gesundes Wachstum verzeichnen. Unternehmen in LATAM und MEA haben begonnen, sich auf die Einführung von IGBT-Geräten in verschiedenen Branchen zu konzentrieren, darunter Unterhaltungselektronik, Eisenbahn und erneuerbare Energien. Dies dürfte die Marktchancen in den Regionen verstärken.

WICHTIGSTE INDUSTRIE-AKTEURE

Schwerpunkt auf Neueinführungen namhafter Unternehmen zur Stärkung der Marktposition

Die Erweiterung des Produktportfolios ist eine weitere wichtige Marktwachstumsstrategie der Marktteilnehmer. Die Erweiterung des Produktportfolios umfasst das Angebot aktualisierter Hardware und Software sowie eines neuen Prozessmodells, um den Fertigungsaufwand zu verringern. Große Hersteller nutzen innovative Technologien, um fortschrittliche Transistoren zu entwickeln, um den steigenden Anforderungen in Automobil- und Hochleistungsgeräten gerecht zu werden. Unternehmen wie Infineon Technologies AG und Fuji Electric Co., Ltd konzentrieren sich auf die Entwicklung fortschrittlicher industrieller IGBTs auf Basis von Modulen mittlerer und hoher Leistung

Juli 2020 – ABB Ltd und Hitachi, Ltd gründeten ein Joint Venture im Wert von rund 11 Milliarden US-Dollar unter dem Namen „Hitachi ABB Power Grids Ltd“. Das Unternehmen wird in Anwendungen wie Elektromobilität, Industrie und Informationstechnologie (IT) sowie Smart Life tätig sein.

August 2020 – Mitsubishi Electric Corporation hat das IGBT-Modul der T-Serie vom Typ LV100 für industrielle Anwendungen auf den Markt gebracht. Das Modul trägt dazu bei, den Leistungs- und Größenverlust von Leistungswandlern und Wechselrichtern zu verringern. Diese Konverter und Wechselrichter werden für erneuerbare Energieanwendungen wie Windkrafterzeugung, Photovoltaik und Hochleistungsmotorantriebe verwendet.

LISTE DER WICHTIGSTEN UNTERNEHMEN MIT PROFIL AUF DEM MARKT FÜR INSULATED GATE BIPOLAR TRANSISTOREN:

• Infineon Technologies AG (München, Deutschland)


• ABB Ltd (Zürich, Schweiz)


• Mitsubishi Electric Corporation (Tokio, Japan)


• Danfoss Group (Nordborg, Dänemark)


• Fuji Electric Co., Ltd. (Tokio, Japan)


• Hitachi, Ltd. (Tokio, Japan)


• Toshiba Corporation< /a> (Tokio, Japan)


• ROHM CO., LTD (Kyoto, Japan)


• LITTELFUSE, INC. (Illinois, Vereinigte Staaten)


• StarPower Semiconductor Ltd. (Jiaxing, China)

WICHTIGE INDUSTRIEENTWICKLUNGEN:

• Februar 2021 – Infineon Technologies AG hat die 650-V-CoolSiC-Hybrid-IGBT-Reihe auf den Markt gebracht. Der fortschrittliche Transistor verfügt über eine Sperrspannung von 650 V. Die Hybrid-IGBT-Reihe bietet Vorteile von Technologien wie Schottky-Barriere-CoolSiC-Dioden und 650 V TRENCHSTOP 5 IGBT.


• Juni 2019 – Toshiba Corporation hat ein kompaktes Modell für Insulated Gate Bipolar Transistors und Injection Enhanced Gate Transistors (IEGT) zur genauen Simulation und Vorhersage von Leistungsverlusten und Rauschen durch elektromagnetische Interferenzen (EMI) entwickelt. Dieses Modell wird die Fehlerquote um 95 Prozent reduzieren und die Simulationszeit verkürzen.

BERICHTSBEREICH

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