Marktgröße, Anteil und Branchenanalyse für Siliziumkarbid-Halbleitergeräte, nach Gerät (diskretes SiC-Gerät und SiC-Modul), nach Wafergröße (1 Zoll bis 4 Zoll, 6 Zoll, 8 Zoll und 10 Zoll und mehr), nach Ende Benutzer (Automobilindustrie, Energie und Energie, Industrie, Transport, Telekommunikation und andere) und regionale Prognose bis 2032

Der weltweite Markt für Siliziumkarbid-Halbleitergeräte wächst aufgrund der zunehmenden Verbreitung von SiC-Halbleitergeräten in der Elektronik und einer Vielzahl von Anwendungen, die SiC-Halbleitergeräte in Ladesystemen für Elektroautos ermöglichen.

Siliziumkarbid (SiC) ist ein Verbundhalbleiter-Basismaterial aus Silizium und Karbid. SiC bietet eine Reihe von Vorteilen, da es sowohl über den n-Typ mit Stickstoff oder Phosphor als auch über den p-Typ mit Bor, Beryllium, Gallium oder Aluminium dotiert werden kann. Während es bei Siliziumkarbid verschiedene Variabilitäten und Reinheiten gibt, ist hochqualitatives Siliziumkarbid in Halbleiterqualität erst in den letzten Jahrzehnten für den Einsatz aufgetaucht.

Darüber hinaus bestehen ihre wesentlichen Eigenschaften aus hoher Temperatur, niedrigem Einschaltwiderstand, hoher Frequenz und hoher Spannungsleistung, was sie als überlegen gegenüber Silizium auszeichnet. Darüber hinaus hat sich SiC aufgrund der Nachfrage der Unternehmen nach hoher Zuverlässigkeit, Qualität und Effizienz im Automobilsektor durchgesetzt. SiC kann mit dem Prozess hohe Spannungsanforderungen erfüllen. Siliziumkarbid hat das Potenzial, die Fahrkosten von Elektrofahrzeugen in die Höhe zu treiben, indem es die Effizienz des Gesamtsystems, insbesondere innerhalb des Wechselrichtersystems, erhöht, was die Gesamtenergieeinsparung des Fahrzeugs steigert und gleichzeitig die Größe und das Gewicht der Batteriemanagementsysteme verringert. Zum Beispiel

• Goldman Sachs prognostiziert, dass die Nutzung von Siliziumkarbid in Elektrofahrzeugen die Industrie- und Betriebskosten von Elektrofahrzeugen um etwa 2.000 US-Dollar pro Fahrzeug senken kann. SiC verbessert auch die Schnellladeprozesse von Elektrofahrzeugen, die normalerweise im kV-Bereich arbeiten, wo es den Gesamtsystemverlust um fast 30 %, die Spitzenleistungsdichte um 30 % und die Gesamtkomponentenzahl um 30 % verringern kann. Diese Effizienz ermöglicht es, Schnellladestationen schneller, kleiner und kostengünstiger zu machen.

Auswirkungen generativer KI auf den Markt für Siliziumkarbid-Halbleitergeräte

Generative KI hat erhebliche Auswirkungen auf den Markt. KI kann zu effizienteren und innovativeren Designs für Halbleiterbauelemente beitragen. Durch den Einsatz von KI-Algorithmen zur Stimulierung verschiedener Designmöglichkeiten können Hersteller eine Vielzahl von Optionen schneller als mit herkömmlichen Methoden erkunden. Dies führte zu einem schnelleren Prototyping, weniger Iterationen und einer optimierten Geräteleistung, was das Marktwachstum ankurbelte.

Markttreiber für Siliziumkarbid-Halbleitergeräte

Zunehmende Verbreitung von Leistungselektronik bei elektronischen Geräten treibt das Marktwachstum voran

Leistungselektronik spielt eine entscheidende Rolle im globalen elektrischen Unterbau der Leistungselektronik, da sie elektronische Geräte erfordert, die einen verbesserten Wirkungsgrad bieten, was für die Minderung von Schaltschäden von entscheidender Bedeutung ist. Innerhalb der Leistungselektronikbranche gibt es eine Gruppe von Leistungsgeräten, die für die Umwandlung von diskontinuierlichem Strom in Gleichstrom oder umgekehrt in den Systemen verantwortlich sind und so konstruiert sind, dass sie den Energieverlust minimieren und die Systemeffizienz steigern. Somit helfen diese Features nachhaltig Geräten wie Netzteilen, Rechenzentren, Solar- oder Windmodulen und Konvertern.

Marktbeschränkung für Siliziumkarbid-Halbleitergeräte

Höhere Kosten für IC-Geräte bei Herstellern können das Marktwachstum behindern

Der Hauptfaktor, der zu den höheren Kosten von SiC-Geräten beiträgt, ist das teure SiC-Substrat, das die Kosten von Siliziumwafern deutlich übersteigt. Der Transferprozess, der für die Herstellung von SiC unerlässlich ist, erfordert viel Energie, um hohe Temperaturen zu erreichen, was zu absoluten Kugeln mit einer Länge von nicht mehr als 25 mm und langen Wachstumszeiten führt. Dies führt zu einer Kostensteigerung im Zusammenhang mit Siliziumwafern. Weitere Kostenfaktoren sind die Epitaxie und die Geräteherstellung, die mit hohen Temperaturen und teuren Verbrauchsmaterialien verbunden sind.  Daher behindern die hohen Kosten von SiC-Geräten das Marktwachstum.

Marktchance für Siliziumkarbid-Halbleitergeräte

Kontinuierliche Entwicklungen zur Verbesserung der Qualität von SiC-Substraten und Epitaxie steigern das Marktwachstum

Ständige Verbesserungen der SiC-Substratüberlegenheit und der Epitaxieprozesse sind wesentliche Faktoren für die laufende Entwicklung der SiC-Geräteherstellung. Forscher befassen sich eingehend mit Fehlern in SiC-Substraten, darunter kristalline Stapelfehler, Mikroröhren, Kratzer, Flecken und Oberflächenpartikel, die die Leistung des SiC-Geräts beeinträchtigen. Bemühungen zur Aufrechterhaltung einer zuverlässigen Substratqualität, auch wenn größere Wafer der erhöhten Fehlerdichte standhalten. Diese Fortschritte sollen die Zuverlässigkeit, Qualität und Kosteneffizienz von SiC-Geräten erhöhen und Wachstumschancen für den SiC-Markt bieten. Daher wird erwartet, dass diese Faktoren das Marktwachstum in den kommenden Jahren vorantreiben werden.

Segmentierung

Wichtige Erkenntnisse

Der Bericht deckt die folgenden wichtigen Erkenntnisse ab:

• Mikromakroökonomische Indikatoren


• Treiber, Einschränkungen, Trends und Chancen


• Geschäftsstrategien, die von wichtigen Akteuren übernommen wurden


• Konsolidierte SWOT-Analyse der Hauptakteure

Analyse nach Gerät

Basierend auf dem Gerät ist der Markt in diskrete SiC-Geräte und SiC-Module unterteilt.

Das Segment der SiC-Module hatte im Jahr 2023 den höchsten Marktanteil. Diese Module verwenden Siliziumkarbid als Schaltmaterial, das eine höhere Effizienz bei der Energieeinsparung bei gleichzeitig geringem Wärmeenergieverlust bietet, was als kritische Komponente in der Industrie, im Automobilbereich und im Energiebereich hilfreich ist & Energiesektoren. Diese Komponenten werden aufgrund der unterschiedlichen Bandlücke von SiC, die geringe Schaltverluste und höhere Frequenzen ermöglicht, zusammen mit der Fähigkeit, bei wichtigen Spannungen und Temperaturen für schwierige Anwendungen wie Industrie, Automobil sowie Energie und Energie zu arbeiten, gegenüber Bauteilen auf Siliziumbasis bevorzugt. Daher beschleunigen diese Faktoren das Segmentwachstum.

Analyse nach Wafergröße

Basierend auf der Wafergröße wird der Markt in 1 Zoll bis 4 Zoll, 6 Zoll, 8 Zoll und 10 Zoll und mehr unterteilt.

Das 1-4-Zoll-Segment hielt 2023 den höchsten Marktanteil. Diese Wafer haben eine Dicke von 350 ± 25 Mikrometern. Es gibt sie in N-Typ- und P-Typ-Varianten. Das P-Typ-Substrat aus Siliziumkarbid-Wafern wird bei der Herstellung von Leistungsverfahren, einschließlich Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBT), verwendet. Darüber hinaus sind die N-Typ-Substrate mit Stickstoff bedeckt, um die Leitfähigkeit in Leistungsgeräten zu erhöhen.

Darüber hinaus sind die vorteilhaften mechanischen Eigenschaften der Varianten kompatibel mit bestehenden Prozessen zur Geräteherstellung. Darüber hinaus können die 1 bis 4 Zoll großen Siliziumkarbid-Wafer massenhaft hergestellt werden, was sie kostengünstig macht, und es wird erwartet, dass die Petition hauptsächlich aus geschäftlichen Anwendungen stammt. Sie tragen auch dazu bei, die Größe der Ausrüstung zu reduzieren, was ein weiterer Vorteil für ihre Implementierung im Prognosezeitraum ist. Daher beschleunigen diese Faktoren das Segmentwachstum.

Analyse durch Endbenutzer

Basierend auf dem Endbenutzer ist der Markt für Siliziumkarbid-Halbleitergeräte in Automobil, Energie und Energie, Industrie, Transport, Telekommunikation und andere unterteilt.

Das Automobilsegment hat den größten Marktanteil. Der Endverbraucher wird zusätzlich in Elektrofahrzeuge und Verbrennungsmotoren unterteilt. Die Weiterentwicklung des Automobilsegments ist auf den zunehmenden Einsatz von SiC-Halbleitern in IC-Automobilen und Elektrofahrzeugen zurückzuführen. Siliziumkarbid-Halbleiter bieten Eigenschaften wie Stabilität für Hochfrequenzschalter und weniger Energieschäden, was sie ideal für den Einsatz in Ladegeräten, Konvertern und Wechselrichtern macht. Darüber hinaus tragen diese Halbleiter dazu bei, die Energieeffizienz zu verbessern und das Gewicht der Elektronik zu verringern, wodurch die Gesamtkompaktheit und Effizienz der Stromversorgung erhöht wird. Es wird erwartet, dass diese Vorteile den Sektor in den kommenden Jahren vorantreiben werden.

Regionale Analyse

Umfangreiche Einblicke in den Markt gewinnen, Anfrage zur Anpassung

Basierend auf der Region wurde der Markt in Nordamerika, Europa, im asiatisch-pazifischen Raum, in Südamerika sowie im Nahen Osten und in Afrika untersucht.

Nordamerika wird im Prognosezeitraum voraussichtlich die höchste CAGR verzeichnen. Das regionale Marktwachstum wird auf die Existenz und Aufnahme herausragender Akteure zurückgeführt, darunter ON SEMICONDUCTOR CORPORATION (auf Semi) und Gene Sic Semiconductor, das über einen breiten Kundenstamm verfügt und das Marktwachstum in der Region vorantreibt. Darüber hinaus veranlasst die Integration dieser herausragenden Akteure in dieser Region die Hersteller von Leistungselektronik dazu, innovative SiC-Halbleiterbauelemente für eine verbesserte Effizienz zu implementieren. Darüber hinaus nutzen prominente regionale Akteure strategische Vorteile und treiben das regionale Wachstum voran.

Der asiatisch-pazifische Raum hatte im Jahr 2023 den größten Marktanteil am globalen Markt für Siliziumkarbid-Halbleitergeräte. Das regionale Wachstum wird durch eine steigende Zahl von Elektrofahrzeugen und zugehörigen Ladeunterstrukturen in China vorangetrieben. Darüber hinaus fördert das steigende Interesse an erneuerbaren Energiequellen die Marktentwicklung von Siliziumkarbid im asiatisch-pazifischen Raum, was das Marktwachstum vorantreibt.

Der europäische Markt wird im Prognosezeitraum voraussichtlich ein stetiges Wachstum aufweisen. Das regionale Wachstum ist auf die Förderung von Elektrofahrzeugen durch die Europäische Union im Rahmen ihrer Bemühungen zur Reduzierung der CO2-Emissionen zurückzuführen. Darüber hinaus investieren Unternehmen wie STMicroelectronics und Bosch in die SiC-Technologie, um der Nachfrage nach effizienterer Leistungselektronik im Automobilsektor gerecht zu werden.

Darüber hinaus verzeichnete Südamerika ein deutliches Marktwachstum. Länder wie Brasilien und Chile verfügen über ein großes Potenzial für die Erzeugung von Solar- und Windenergie. SiC-Halbleiterbauelemente eignen sich aufgrund ihres hohen Wirkungsgrads und ihrer Fähigkeit, hohe Spannungen und Temperaturen zu bewältigen, ideal für Stromumwandlungssysteme in Projekten für erneuerbare Energien.

Darüber hinaus wird erwartet, dass der Markt im Nahen Osten und in Afrika in den kommenden Jahren wachsen wird. Länder wie die Vereinigten Arabischen Emirate, Saudi-Arabien und Südafrika investieren im Rahmen ihrer langfristigen Strategien stark in Energieprojekte und treiben so das Marktwachstum weiter voran.

Hauptakteure abgedeckt

Der weltweite Markt für Siliziumkarbid-Halbleitergeräte ist fragmentiert und verfügt über eine große Anzahl von Gruppen- und Einzelanbietern. Im asiatisch-pazifischen Raum machen die Top-5-Player etwa 35 % des Marktes aus.

Der Bericht enthält die Profile der folgenden Hauptakteure:

• STMicroelectronics (Niederlande)


• Infineon Technologies AG (Deutschland)


• ROHM Semiconductor (Japan)


• Fuji Electric (Japan)


• ON Semiconductor (USA)


• Toshiba Corporation (Japan)


• Mitsubishi Electric (Japan)


• GeneSiC Semiconductor (USA)


• Wolfspeed (USA)

Wichtige Branchenentwicklungen

• Im September 2024 stellte STMicroelectronics eine neue Gruppe von Siliziumkarbid-Leistungsgeräten für EV-Traktionswechselrichter der nächsten Generation vor. Die Einführung bietet eine Reihe industrieller Hochleistungsanwendungen, wie z. B. Energiespeicherlösungen, Solarwechselrichter und Rechenzentren, wodurch die Energieeffizienz dieser zunehmenden Anwendungen erheblich verbessert wird.


• Im März 2024 brachte die Infineon Technologies AG die nächste Generation der Siliziumkarbid (SiC)-MOSFET-Kanaltechnologie für Hochleistungsorganisationen auf den Markt, die die Dekarbonisierung vorantreiben. Die Einführung der Technologie ermöglicht die schnellere Entwicklung kostenoptimierterer, zuverlässigerer, kompakterer und hocheffektiverer Systeme, wodurch Energieeinsparungen erzielt und der CO2-Ausstoß für jedes im Feld montierte Watt gesenkt werden.