Marktgröße, Anteil und Branchenanalyse für Weltraumhalbleiter, nach Anwendung (Satellit, Trägerraketen, Weltraumsonden, Rover und Lander und andere), nach Typ (strahlungsgehärtete Qualität, strahlungstolerante Qualität und andere), nach Komponente (integrierte Schaltkreise). , Diskrete Halbleitergeräte, optische Geräte, Mikroprozessor, Speicher, Sensoren und andere) und regionale Prognose, 2024–2032

Die Größe des Weltraumhalbleitermarktes wurde im Jahr 2023 auf 1,05 Milliarden US-Dollar geschätzt und wird voraussichtlich von 1,22 Milliarden US-Dollar im Jahr 2024 auf 1,98 Milliarden US-Dollar im Jahr 2032 wachsen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 6,2 % im Prognosezeitraum entspricht.

Weltraumhalbleiter sind elektronische Komponenten, die speziell für den zuverlässigen Betrieb in der rauen und anspruchsvollen Umgebung des Weltraums entwickelt, hergestellt und qualifiziert sind. Die Bedingungen im Weltraum stellen elektronische Komponenten vor zahlreiche Herausforderungen, darunter extreme Temperaturen, Strahlung, Vakuum und Schwerelosigkeit. Silizium und Alternativen wie Galliumarsenid (GaAs) sind primäre Halbleitermaterialien, während Siliziumkarbid (SiC)< ist /a> wird wegen seiner thermischen und elektrischen Eigenschaften geschätzt. Weltraumhalbleiter sind so konstruiert, dass sie diesen Bedingungen standhalten und eine robuste und zuverlässige Leistung für Weltraummissionen bieten.

Weltraumhalbleiter werden typischerweise in Satelliten, Raumfahrzeugen und anderen Weltraumelektronikanwendungen verwendet und sind teurer als normale Halbleiter. Sie sind jedoch viel zuverlässiger, wenn es um den Betrieb unter extremen Umgebungen und Bedingungen geht. Es wird erwartet, dass die wachsende Satellitenkonstellation die Satellitenherstellung vorantreiben wird, was wiederum das Wachstum der Marktgröße von 2024 bis 2032 vorantreiben wird.

Grenzschließungen, Abriegelungen und Bewegungseinschränkungen aufgrund der COVID-19-Pandemie hatten sich negativ auf die pünktliche Lieferung von Komponenten ausgewirkt, was zu Verzögerungen bei der Herstellung führte. Nach Angaben der Semiconductor Industry Association stand die globale Halbleiterindustrie vor Herausforderungen bei der Deckung der steigenden Nachfrage nach Chips, vor allem aufgrund der längeren Schließung von Produktionsanlagen im Zusammenhang mit COVID-19. Diese Anomalie wirkte sich erheblich auf globale Unternehmen aus und führte zu einem erhöhten Bedarf an fortschrittlichen Chips in verschiedenen Verbrauchersektoren.

Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten im Zusammenhang mit der Innovation und Verbesserung von Halbleitertechnologien wurden durch Beschränkungen der physischen Anwesenheit in Labors und Störungen bei der Zusammenarbeit behindert.

Markttrends für Weltraum-Halbleiter

Der Einsatz von System-on-Chip (SoC), künstlicher Intelligenz (KI) und maschinellen Lernalgorithmen (ML) sind wichtige Markttrends

Ein System-on-Chip ist eine Art von Integrated Circuit (IC) Design das viele oder alle hochentwickelten Funktionselemente eines elektronischen Geräts auf einem einzigen Chip vereint, anstatt separate Komponenten zu verwenden, die auf einer Hauptplatine montiert sind, wie es bei einem herkömmlichen Elektronikdesign der Fall ist. Ein herkömmlicher Motherboard-basierter Computer oder elektronisches Gerät enthält separate Komponenten, wie z. B. eine Zentraleinheit (CPU), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU), ein Modem, einen dedizierten Signalprozessor, Peripheriegeräte, Primär- und Sekundärspeicher und mehr. Jede Komponente fungiert als separate Komponente. Ein SoC hingegen integriert diese Funktionen in einem einzigen Mikrochip.

Im Oktober 2023 kündigte Coherent Logix Inc. die Einführung von HyperX: Midnight an, einem HyperX-SoC der vierten Generation für die Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie. HyperX: Midnight bietet bis zu viermal mehr Rechendurchsatz bei halber Leistung und 40 % günstigerem Preis als führende strahlungsgehärtete FPGAs. Diese leistungsstarke Kombination mit geringem SWaP (Größe, Gewicht, Leistung) ist für Space 2.0-Unternehmen von entscheidender Bedeutung, da sie die Unterbringung einer viel größeren Kapazität bei kleineren Satellitenbusgrößen ermöglicht und dadurch die Startkosten erheblich senkt. Darüber hinaus sind Quantentechnologie, KI- und ML-Algorithmen, Partnerschaften privater und öffentlicher Einrichtungen, Kooperationen, Produktinnovationen und Regierungsinitiativen wichtige Trends auf dem Markt.

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WACHSTUMSFAKTOREN DES RAUM-HALBLEITERMARKTS

Anstieg der Satellitenkonstellationen soll das Wachstum des globalen Weltraumhalbleitermarktes ankurbeln

Der sprunghafte Anstieg der Bereitstellung von Satellitenkonstellationen für verschiedene Zwecke wie Erdbeobachtung, Kommunikation und Navigation treibt die Nachfrage nach weltraumtauglichen Halbleiter. Diese Konstellationen erfordern den Einsatz fortschrittlicher Elektronik, um einen konsistenten und zuverlässigen Betrieb in der anspruchsvollen Weltraumumgebung zu gewährleisten. Eine Satellitenkonstellation, auch Schwarm genannt, stellt ein Netzwerk identischer oder ähnlicher künstlicher Einheiten dar, die ein gemeinsames Ziel verfolgen und unter der Kontrolle derselben Einheit stehen. Diese Gruppen kommunizieren mit Bodenstationen auf der ganzen Welt und sind gelegentlich miteinander verbunden, sodass sie als zusammenhängendes System fungieren, das sich gegenseitig ergänzen soll.

Da derzeit zahlreiche Satellitenkonstellationen die Erde umkreisen, wird der Planet in den nächsten Jahren voraussichtlich einen erheblichen Anstieg der Satellitenstarts verzeichnen. Beispielsweise meldete das U.S. Government Accountability Office (U.S. GAO), eine unabhängige, überparteiliche Regierungsbehörde, die Dienstleistungen für den US-Kongress erbringt, im September 2022 einen deutlichen Anstieg der Zahl aktiver Satelliten. Die Zahl ist in den letzten Jahren stetig gestiegen und stieg von 1.400 im Jahr 2015 auf 5.500 im Frühjahr 2022.

Es wird erwartet, dass sich dieser Aufwärtstrend fortsetzt, wobei das US-amerikanische GAO eine weitere Eskalation dieses Trends erwartet. Den Prognosen der Regierungsbehörde zufolge werden bis zum Ende des Jahrzehnts voraussichtlich 58.000 neue Satelliten gestartet, was mehr als das Doppelte der aktuellen Zahl einsatzbereiter Raumfahrzeuge darstellt. Es wird erwartet, dass die zunehmende Anzahl von Satelliten die Nachfrage nach Weltraumhalbleitern ankurbeln wird.

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Technologische Fortschritte bei der Herstellung und Verarbeitung von Halbleitern sollen das Marktwachstum vorantreiben

Technologische Fortschritte und Innovationen in der Halbleiterherstellung, -verarbeitung und -verpackung sind in diesem Markt von entscheidender Bedeutung. Die Hauptakteure auf diesem Markt konzentrieren sich auf die Entwicklung technologisch fortschrittlicher Halbleiter, um den Bedingungen der Weltraumumgebung standzuhalten und ihre Zuverlässigkeit und Effizienz zu verbessern. Galliumoxid weist die Fähigkeit auf, hohe Ströme und Spannungen mit minimalen Energieverlusten zu unterstützen und kann mit kostengünstigen Techniken leicht in hochwertige Filme umgewandelt werden. Als Halbleiter ist Galliumoxid zwar typischerweise ein schlechter elektrischer Leiter, kann aber durch die Zugabe spezifischer Verunreinigungen effektiv elektrische Ströme leiten. Seine Vorteile gegenüber Silizium, dem in den meisten Computerchips vorherrschenden Halbleiter, sind vielfältig.

Auf Galliumoxid basierende elektronische Geräte haben sich aufgrund ihrer Fähigkeit, hohen Temperaturen und Strahlung ohne nennenswerte Beeinträchtigung standzuhalten, als bevorzugte Wahl für den Einsatz in anspruchsvollen Umgebungen erwiesen, insbesondere in der Weltraumforschung. Raumsonden sind mit Gefahren wie Strahlung und extremen Temperaturschwankungen konfrontiert und stehen vor zahlreichen Herausforderungen. Um solche Herausforderungen zu meistern, entwickelten Forscher der KAUST (King Abdullah University of Science and Technology) im August 2023 das weltweit erste Flash-Speichergerät mit Galliumoxid, das im Vergleich zu herkömmlicher Elektronik eine überlegene Widerstandsfähigkeit gegenüber extremen Temperaturen aufweist.

HEIMENDE FAKTOREN

Unterbrechungen in der Lieferkette und geopolitische Spannungen behindern das Marktwachstum

Unterbrechungen in der Lieferkette, die auf Faktoren wie Rohstoffknappheit, Transportprobleme und geopolitische Instabilitäten zurückzuführen sind, stellen eine erhebliche Bedrohung für das reibungslose Wachstum des Marktes für Weltraumhalbleiter dar. Diese Störungen können zu Verzögerungen, höheren Kosten und einer beeinträchtigten Produktionseffizienz führen und sich auf den Verkauf von Weltraumhalbleitern auswirken.

So gab beispielsweise die Philippine Long Distance Telephone Company (PLDT Inc.) im September 2022 bekannt, dass eine der größten Herausforderungen für die Hersteller von Low Earth Orbit (LEO)-Satelliten die verzögerte Lieferung wesentlicher Chips ist, die für die Produktion im Weltraum benötigt werden -basierte Ausrüstung. Der anhaltende Mangel an Halbleiterchips, der Hersteller weltweit betrifft, könnte sich möglicherweise auf die Hersteller von LEO-Satelliten auswirken, die für Telekommunikationsdienste von entscheidender Bedeutung sind. Diese Chipknappheit ist ein großes Problem für Halbleiterhersteller weltweit, da geopolitische Spannungen sowohl die Produktion als auch den Warenversand beeinträchtigen.

Darüber hinaus verschärfen geopolitische Spannungen die Herausforderungen, mit denen der Weltraumhalbleitersektor konfrontiert ist. Angespannte internationale Beziehungen und Handelskonflikte können zu Einschränkungen bei der Bewegung kritischer Komponenten und Technologien führen, die für die Herstellung von Weltraumhalbleitern unerlässlich sind. Dies behindert nicht nur das Innovationstempo, sondern wirft auch Bedenken hinsichtlich der Zuverlässigkeit und Zugänglichkeit wichtiger Komponenten auf, die für Raumfahrtanwendungen erforderlich sind.

SEGMENTIERUNGSANALYSE DES RAUM-HALBLEITERMARKTS

Nach Anwendungsanalyse

Steigende Nachfrage nach Satellitenkommunikations- und Navigationsdiensten steigerte die Produktakzeptanz

Je nach Anwendung wird der Markt in Satelliten, Trägerraketen, Weltraumsonden, Rover und Lander usw. unterteilt.

Das Satellitensegment dominiert den globalen Markt für Weltraumhalbleiter und dürfte im Prognosezeitraum aufgrund der wachsenden Nachfrage nach Satellitenkommunikations- und Navigationsdiensten erheblich wachsen. Halbleiter sind für den Einsatz in künstlichen Satelliten konzipiert, die die Erde umkreisen. Diese sind für die Satellitenkommunikation, Erdbeobachtung, Navigation und wissenschaftliche Forschung von entscheidender Bedeutung.

Das Trägerraketensegment dürfte im Prognosezeitraum aufgrund der steigenden Nachfrage nach fortschrittlichen und kompakten Halbleitern das am schnellsten wachsende Segment sein. Dieses Segment umfasst Halbleiter, die in elektronischen Systemen von Trägerraketen wie Raketen und Raumfähren eingesetzt werden. Diese Halbleiter spielen während der Startphase eine entscheidende Rolle bei der Navigation, Steuerung und Kommunikation.

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Nach Typanalyse

Strahlungsgehärtete Halbleiter gewannen aufgrund der wachsenden Nachfrage nach Halbleitern, die rauen Umgebungsbedingungen standhalten, an Bedeutung

Nach Typ ist der Markt in strahlengehärtete Sorten, strahlentolerante Sorten und andere unterteilt.

Das strahlungsgehärtete Segment dominierte den Markt und gilt aufgrund der steigenden Nachfrage nach Halbleitern, die der Weltraumstrahlung standhalten können, als das am schnellsten wachsende Segment. Strahlungsgehärtete Halbleiter sind speziell darauf ausgelegt, der rauen Strahlungsumgebung im Weltraum standzuhalten. Diese Komponenten sind gehärtet, um Schäden durch ionisierende Strahlung zu widerstehen, was ihre Zuverlässigkeit und Langlebigkeit bei Weltraummissionen gewährleistet.

Das strahlungstolerante Segment wird aufgrund der steigenden Nachfrage nach kostengünstigen und präzisen Halbleitern voraussichtlich deutlich wachsen. Strahlungstolerante Halbleiter sind so konzipiert, dass sie bestimmten Strahlungsniveaus standhalten, ohne dass sie vollständig aushärten. Sie sind zwar nicht so robust wie strahlungsgehärtete Komponenten, bieten aber ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Leistung und Kosteneffizienz für Missionen mit geringerer Strahlenbelastung.

Nach Komponentenanalyse

Integrierte Schaltkreise werden aufgrund der wachsenden Nachfrage nach multifunktionalen Halbleitern immer beliebter

Nach Komponenten ist der Markt in integrierte Schaltkreise, diskrete Halbleitergeräte, optische Geräte und Mikroprozessoren, Speicher, Sensoren und andere.

Das Segment der integrierten Schaltkreise ist das dominierende Segment und dürfte aufgrund der wachsenden Nachfrage nach multifunktionalen Halbleitern im prognostizierten Zeitraum deutlich wachsen. Integrierte Schaltkreise (ICs) bestehen aus zahlreichen elektronischen Komponenten wie Transistoren, Widerständen und Kondensatoren, die auf einem einzigen Halbleitersubstrat hergestellt werden. ICs spielen eine zentrale Rolle in Raumfahrtanwendungen und erfüllen Funktionen wie Datenverarbeitung, Verstärkung und Steuerung in einem kompakten und effizienten Paket.

REGIONALE EINBLICKE

Geografisch ist der Markt in Nordamerika, Europa, den asiatisch-pazifischen Raum und den Rest der Welt unterteilt.

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Nordamerika dominierte den Markt im Jahr 2023 und hatte einen Wert von 0,47 Milliarden US-Dollar. Dieses Wachstum ist auf die Präsenz großer OEMs und Betreiber in dieser Region zurückzuführen. Beispielsweise hat Microchip Technology im August 2022 mit dem CHIPS and Science Act eine wichtige Vereinbarung mit der US-Regierung abgeschlossen, die darauf abzielt, die lokale Chipindustrie angesichts der Konkurrenz aus China zu stärken. Als strategischen Schritt zur Stärkung des heimischen Halbleitersektors gab die US-Regierung Pläne bekannt, einem bestimmten Unternehmen der Branche rund 162 Millionen US-Dollar an Finanzmitteln bereitzustellen. Die offizielle Ankündigung erfolgte durch das US-Handelsministerium.

Europa eroberte im Basisjahr den zweitgrößten Marktanteil. Das Wachstum dieses Marktes ist auf die wachsenden weltraumgestützten Anwendungen von Halbleitern in Verbindung mit steigenden Investitionen zurückzuführen. Im Februar 2023 begann die Infineon Technologies AG mit dem Bau einer neuen Fabrik für Analog-/Mixed-Signal-Technologie und Leistungshalbleiter. Nach einer umfassenden Analyse erteilten der Vorstand und die Aufsichtsbehörde von Infineon die Genehmigung für den Standort Dresden. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) hat einem frühen Projektstart zugestimmt, damit mit dem Bau begonnen werden kann, bevor die Finanzprüfung durch die Europäische Kommission abgeschlossen ist.

Der Asien-Pazifik-Raum dürfte im Prognosezeitraum die am schnellsten wachsende Region sein. Im Basisjahr hielt es einen bedeutenden Anteil. Das Marktwachstum in dieser Region ist auf die starke wirtschaftliche Entwicklung der Schwellenländer zurückzuführen. Im Jahr 2022 verpflichteten sich beispielsweise Führungskräfte globaler Unternehmen wie AMD, Micron Technology, Applied Materials und Foxconn, in Indiens Halbleiter-Ökosystem zu investieren. Während AMD eine fünfjährige Investition in Höhe von 400 Millionen US-Dollar in Indien und die Eröffnung des weltweit größten F&E-Campus mit 500.000 Quadratmetern in Bangalore ankündigte, baut Micron in Gujarat die erste Halbleiterfabrik des Landes.

Für den Rest der Welt, einschließlich des Nahen Ostens und Afrikas sowie Lateinamerikas, wird im Prognosezeitraum ebenfalls ein deutliches Wachstum erwartet. Das Wachstum wird auf zunehmende staatliche Initiativen für weltraumgestützte Technologien zurückgeführt.

LISTE DER WICHTIGSTEN UNTERNEHMEN IM RAUMFAHRT-HALBLEITERMARKT

Technologische Fortschritte, Produktinnovationen und die Expansion in aufstrebende Märkte sind Hauptschwerpunkte führender Akteure

Dieser Markt ist mit wichtigen Akteuren wie Advanced Micro Devices, Inc., Infineon Technologies AG, Microchip Technology Incorporated, Texas Instruments Incorporated, STMicroelectronics N.V. und anderen konsolidiert. Diese Unternehmen konzentrieren sich auf technologische Fortschritte, Produktinnovationen und den Eintritt in Schwellenmärkte, um ihren Marktanteil zu erhöhen. Beispielsweise stellte Infineon Technologies LLC, ein Geschäftsbereich der Infineon Technologies AG, im April 2022 den bahnbrechenden strahlungsgehärteten (radharten) ferroelektrischen RAM (F-RAM) mit serieller Schnittstelle vor, der für die extremen Umgebungen der Raumfahrtindustrie entwickelt wurde. Diese neuartigen Geräte sollen eine beispiellose Zuverlässigkeit und Datenspeicherung bieten und die Leistung von nichtflüchtigen EEPROM- und seriellen NOR-Flash-Geräten hinsichtlich der Energieeffizienz für Raumfahrtanwendungen übertreffen.

LISTE DER WICHTIGSTEN UNTERNEHMEN IM PROFIL:

• Advanced Micro Devices, Inc. (USA)


• Infineon Technologies AG (Deutschland)


• Microchip Technology Incorporated (USA)


• Texas Instruments Incorporated (USA)


• STMicroelectronics N.V. (Schweiz)


• Renesas Electronics Corporation (Japan)


• Cobham Limited (Großbritannien)


• Solitron Devices, Inc. (USA)


• BAE Systems Plc (Großbritannien)


• Teledyne Technologies Incorporated (USA)

WICHTIGSTE INDUSTRIEENTWICKLUNGEN:

• März 2023 – SEEQC, ein Quantencomputer-Startup mit Sitz in New York, gab die erfolgreiche Entwicklung eines digitalen Chips bekannt, der für den Betrieb bei kälteren Temperaturen als im Weltraum ausgelegt ist. Diese Innovation macht es kompatibel mit Quantenprozessoren, die üblicherweise in Kryokammern untergebracht sind. Zwei weitere Chips, die sich derzeit in der Entwicklungsphase befinden, werden voraussichtlich in einer etwas wärmeren Region innerhalb der Kryokammer betrieben.


• Februar 2023 – Lux Semiconductors sicherte sich 2,3 Millionen US-Dollar an Mitteln, um die Entwicklung und Kommerzialisierung seines innovativen „System-on-Foil“-Prozesses voranzutreiben, der die Leistung der Mikroelektronik verbessern soll. Die System-on-Foil-Technologie von Lux Semiconductors wurde speziell entwickelt, um die Größe der Mikroelektronik zu verringern und ihre Leistung zu steigern, um Anwendungen in Raumfahrzeugen, Flugzeugen und verschiedenen anderen Bereichen zu ermöglichen.


• November 2022 – Texas Instruments (TI) stellte eine Erweiterung seines Angebots an weltraumtauglichen analogen Halbleitern und zugehörigen Produkten vor, die in außergewöhnlich zuverlässigen Kunststoffgehäusen untergebracht sind und für eine Vielzahl von Missionen entwickelt wurden. Mit der Einführung einer neuartigen Geräte-Screening-Spezifikation namens Space High-Grade (SHP) aus Kunststoff für strahlungsgehärtete Produkte stellte TI außerdem neue Analog-Digital-Wandler (ADCs) vor, die der SHP-Qualifikation entsprechen.


• August 2022 – Microchip Technology (MCHP) hat sich einen Bundeszuschuss in Höhe von 50 Millionen US-Dollar für die Entwicklung des Prozessors der nächsten Generation für Raumfahrt-Computing gesichert. Microchip wurde vom Jet Propulsion Laboratory der NASA für ein dreijähriges Projekt ausgewählt und wird die Leitung des Designs eines Hochleistungs-Weltraumflug-Computing-Systems (HPSC) übernehmen. Es wird erwartet, dass dieser innovative HPSC Rechenkapazitäten bietet, die 100-mal leistungsstärker sind als aktuelle Systeme.


• März 2022 – STMicroelectronics hat eine Reihe strahlungsbeständiger Leistungs-, Analog- und Logik-ICs auf den Markt gebracht, die in kostengünstigen Kunststoffgehäusen untergebracht sind und eine entscheidende Rolle in der elektronischen Schaltung von Satelliten spielen. Zu den ersten neun Geräten dieser Serie gehören ein Datenkonverter, ein Spannungsregler, ein LVDS-Transceiver, ein Leitungstreiber und fünf Logikgatter, die in verschiedenen Systemen wie Stromerzeugung und -verteilung, Bordcomputern usw. verwendet werden. Telemetrie Star-Tracker und Transceiver. ST plant, die Serie in den kommenden Monaten durch die Integration zusätzlicher Funktionen zu erweitern, um Designern eine größere Auswahl an Auswahlmöglichkeiten zu bieten.

BERICHTSBEREICH

Der Bericht bietet eine detaillierte Marktanalyse. Es umfasst alle wesentlichen Aspekte wie F&E-Fähigkeiten und Optimierung der Betriebsdienstleistungen. Darüber hinaus bietet es Einblicke in den Marktanteil, Trends, regionale Analysen, die Fünf-Kräfte-Analyse von Porter und die Wettbewerbslandschaft verschiedener Unternehmen mit Marktwettbewerbsprofilen. Darüber hinaus werden wichtige Entwicklungen in der Branche hervorgehoben. Zusätzlich zu den oben genannten Faktoren konzentriert sich der Bericht auf mehrere andere Faktoren, die in den letzten Jahren zum Wachstum des Marktes beigetragen haben.

Umfangreiche Einblicke in den Markt gewinnen, Anfrage zur Anpassung

Umfang und Segmentierung des Berichts