パワーエレクトロニクス市場規模、シェア、新型コロナウイルス感染症の影響分析、変換別（ACからAC、DCからDC、DCからAC、ACからDC）、絶縁別（絶縁型および非絶縁型）、動作別（発電、送電、配電、電力制御）、エンドユーザー別（自動車、家庭用電化製品、航空宇宙および防衛、エネルギーなど）、および地域予測、2023 ～ 2030 年

世界のパワー エレクトロニクス市場規模は、2022 年に 527 億米ドルと推定されています。市場は 2023 年の 619 億 4000 万米ドルから 2030 年までに 1,533 億米ドルに成長すると予測されており、予測期間中に 13.8% の CAGR を記録します。 p>

パワー エレクトロニクスは、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ (MOSFET)、絶縁ゲート バイポーラ トランジスタ (IGBT)、ダイオード、サイリスタなどのスイッチング デバイスを介して電力を制御および変電するのに役立ちます。これらのデバイスは、航空宇宙、自動車、防衛、ヘルスケア、住宅、産業、宇宙などの複数の分野で応用されています。これらは、シリコン、炭化ケイ素、窒化ガリウムなどのさまざまな材料でできています。

AC から DC、DC から AC、DC から DC、AC から DC など、さまざまなタイプのパワー エレクトロニクス変換システムが、さまざまなアプリケーションで広く使用されています。ただし、整流器としても知られる AC/DC コンバータは、最も一般的なタイプのパワー エレクトロニクス デバイスです。主にテレビ、パソコン、充電器などの家電製品に使用されています。家庭用電子機器の需要の高まりにより、パワー エレクトロニクスの使用がさらに増加すると予想されます。

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の影響

新型コロナウイルス感染症 (COVID-19) によりサプライ チェーン システムが妨げられ、パワー エレクトロニクス デバイスの採用が減少しました

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）のパンデミックは、半導体製造用の原材料の大幅な不足により、世界市場に悪影響を及ぼしました。これは、チップ製造部門の日常業務に悪影響を及ぼしました。チップ不足によりマイクロ波デバイスの生産も妨げられ、パワー エレクトロニクスの採用がさらに妨げられました。

最新トレンド

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パワー エレクトロニクスは、その有益な機能により窒化ガリウム (GaN) 材料を広範囲に使用する

パワー エレクトロニクス業界は、電力の流れを制御するために主に半導体デバイス (ダイオードおよびトランジスタ) およびその他の電気部品 (抵抗、コンデンサ、インダクタ、変圧器) に依存しています。炭化ケイ素 (SiC) や窒化ガリウム (GaN) などの新しいハイバンドギャップ半導体材料は、シリコンよりも高い降伏電界を提供し、はるかに小さくコンパクトな寸法のコンポーネントの製造を可能にします。

さらに、GaN および GaAs パワー半導体は、スイッチング速度の高速化、電流損失の低減、電力密度の向上など、従来のシリコン製パワー半導体に比べて幅広い利点を備えています。材料サプライヤーは、コストを削減して導入を容易にするための新しい製造ソリューションを導入し、パワー エレクトロニクス デバイス用の半導体やその他のコンポーネントを製造するための GaN 材料の採用をさらに強化しています。

推進要因

市場の機会を拡大する 5G 通信の進歩と応用

電力システムの急速な発展とスマート グリッド構築の拡大に伴い、5G 通信テクノロジーは、その超低遅延、高信頼性、深いカバレッジ、超大容量、超低消費電力により、多くの分野で人気が高まっています。これは、科学技術イノベーションを促進し、エネルギー システムの持続可能な開発を加速するための重要なテクノロジーとなっています。

5G 通信は第 5 世代通信技術を指し、そのネットワーク構造はコア ネットワーク、マイクロ基地局、マクロ基地局で構成されます。 5G テクノロジーと通信ネットワークの導入が進むにつれ、より高い電力密度のニーズが市場を押し上げるでしょう。

市場の成長を促進するために EV および急速充電ステーションへの注目が高まる

車両のパワーエレクトロニクス コンポーネントは主に、ハイブリッドおよびプラグイン電気自動車 (EV) の電気エネルギーの流れを処理および制御します。また、エンジンの速度とトルクも制御します。これらのコンポーネントには、インバータ、DC/DC コンバータ、充電器 (プラグイン電気自動車用) などがあります。

自動車は電気モーターを回転させるために高出力の電気エネルギーを必要とするため、このような電子機器は EV で広く使用されています。 MOSFET や IGBT などのパワー コンポーネントは、パワートレイン システムのパワー エレクトロニクス スイッチとして使用され、全体のサイズの縮小に役立ちます。このような利点により、市場は予測期間中に顕著な速度で成長すると予測されています。

抑制要因

市場の発展を妨げる退屈で高価な統合手法

市場の大手企業の一部は、単一チップ内の集積回路を改良しようとしており、その結果、複雑な設計が作成されています。さらに、このようなテクノロジーの統合プロセスは非常に困難であり、多額の投資が必要です。すべてのシステムを単一のチップに統合すると、複雑さが増します。また、このシステムでは消費電力を削減する必要があるため、電力を大量に消費するアプリケーションには適していません。このような要因は、分析期間中のパワーエレクトロニクス市場の成長を抑制すると予想されます。

セグメンテーション

コンバージョン分析による

ポータブル デバイスでの広範な使用により DC/DC 変換システムの採用が促進されます

変換に基づいて、市場は AC から AC、DC から DC、DC から AC、AC から DC に分類されます。電気通信部門の成長により、DC to DC セグメントが業界を支配すると予想されています。 DC/DC コンバータは、コンピュータ、ラップトップ、宇宙船、バスなどを含むいくつかのデバイスでよく使用されています。

AC to AC セグメントも、低周波数、速度制御、可変電圧を必要とする重要なアプリケーションでこれらのコンバータが広く使用されているため、予測期間中に緩やかな成長を遂げると予想されます。

分離分析による

さまざまなパワー エレクトロニクス アプリケーションで確実に使用できる絶縁型コンバータ

孤立によって、市場は孤立したものと孤立していないものに二分されます。絶縁型セグメントは、2022 年に業界で圧倒的なシェアを獲得しました。絶縁型 DC-DC コンバータは、変圧器を使用して電気入力と出力間の DC パスを排除します。ファクトリー オートメーション、ビルディング オートメーション、ヘルスケア、航空宇宙、自動車などのアプリケーションでパワー エレクトロニクス デバイスの採用が増加しているため、これらのアイソレータは非常に注目を集めています。

非絶縁コンバータには、入力と出力の間に DC パスがあります。これらのデバイスは通常、特殊な集積回路を使用しており、高出力が必要な産業用途に導入されています。これらの要因により、予測期間中に非絶縁コンバータの設置が促進されると予測されます。

運用分析による

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航空宇宙、自動車、エネルギーにおける幅広い用途で電力制御操作の使用率を向上

運用の観点から見ると、市場は発電、送電、配電、電力制御に分類されます。電力制御セグメントは、エネルギー、航空宇宙、防衛などのさまざまな業界での応用性が高いため、予測期間中に市場を支配すると予測されています。

送電セグメントは市場で 2 番目に大きなシェアを持っています。このタイプの操作は、燃料を使用しない電気自動車、燃料を使用しない飛行機、燃料を使用しないロケット、移動ロボットなどで広く使用されています。電気自動車と急速充電ステーションの需要の高まりにより、送電事業の導入が促進されると予想されます。

エンドユーザー分析による

再生可能エネルギー システムにおけるパワー エレクトロニクス デバイスの顕著な使用により、エネルギー部門が主要なエンドユーザーとなる

市場はエンドユーザーに基づいて、自動車、家庭用電化製品、航空宇宙および防衛、エネルギーなどに分かれています。エネルギー部門は、太陽光発電所や風車などの再生可能エネルギーシステムにおけるパワーエレクトロニクスデバイスの受け入れの増加により、予測期間中にかなりの業界シェアを獲得すると予想されます。このようなシステムは、パワー エレクトロニクスと統合して、低電力、高電力、および変動する電力要件に対応できます。

自動車セグメントも、EV、急速充電ステーション、バッテリー システムなどのエレクトロニクスに対する需要の増加により、予測期間中に大幅な成長を遂げると予想されます。さらに、パワー MOSFET や IGBT などのシリコン ベースのコンポーネントは、全体のサイズを縮小するために、自動車のパワートレイン、電気および電子システムのパワー エレクトロニクス スイッチとして使用されます。これらの特性により、パワー エレクトロニクス デバイスは自動車分野で人気のある製品となるでしょう。

地域に関する洞察

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地域に関しては、市場は北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、南米、中東とアフリカにわたって分析されています。北米は市場を支配しており、2022 年の市場価値は 114 億 3,000 万ドルに達しました。この地域では、最先端の半導体を製造するための研究開発支出が大幅に増加しています。半導体工業会（SIA）の報告書によると、2022年、米国の半導体セクターは長期的なチップ需要に応えるため、投資拡大に注力した。 2022 年の総支出は約 1,660 億米ドルと推定されています。

ヨーロッパは、生産能力の顕著な増加と、パワー エレクトロニクス デバイスの製造に使用される技術を改善するための主要企業による投資の増加により、パワー エレクトロニクス市場で 2 番目に大きなシェアを保持しています。

アジア太平洋地域は、ハイエンドテクノロジーデバイスの採用とエレクトロニクスや家電製品への消費者の支出の増加により、市場の成長に寄与すると予測されています。さらに、モノのインターネット (IoT)、LTE、エレクトロニクス製品の分野でいくつかの先進技術が開発されており、これらがこの地域の市場発展を促進すると考えられます。

中東市場は、予測期間中に大幅な成長が見込まれると予想されます。中東およびアフリカ地域における高度な産業用エレクトロニクスおよびハイテク コンピューティング ソリューションに対する強い需要により、市場の進歩はさらに加速すると予想されます。

分析期間中、南米は市場でかなりのシェアを占めると予想されます。ブラジルとアルゼンチンにおける自動車およびエネルギー分野の拡大が市場の成長を推進します。ブラジル政府によると、2022年のブラジル国内の再生可能エネルギーの発電能力は84％で、この地域への大規模な投資により、世界平均の38％を上回った。このような発展は、地域市場の成長に役立ちます。

主要な業界関係者

大手企業は処理能力向上のために先進テクノロジーを導入

世界市場には、Infineon Technologies、Texas Instruments、ROHM、STMicroelectronics などのさまざまな主要企業が巨大な存在感を示しています。これらの企業は、技術的に高度な集積回路を提供し、GaN や Sic などのワイドバンドギャップ半導体材料を使用してパワー エレクトロニクス デバイスの効率を向上させることに重点を置いています。たとえば、2022 年 2 月に、Kubos Semiconductors Ltd. は、窒化ガリウム (GaN) の立方晶相をベースにした初の商用コンパクト LED を発売しました。

プロファイルされた主要企業のリスト:

• テキサス・インスツルメンツ（米国）


• インフィニオン テクノロジーズ (ドイツ)


• オン・セミコンダクター（米国）


• アナログ・デバイセズ社（米国）


• TDK (日本)


• クアルコム (米国)


• STMicroelectronics (スイス)


• 村田製作所（日本）


• ビシェイ インターテクノロジー (米国)


• ローム (日本)

主要な業界の発展:

• 2021 年 8 月 – STMicroelectronics は、高効率の電力変換を促進する新しい 45W および 150W MasterGaN デバイスを発売しました。 STのMasterGaNコンセプトは、通常のシリコンMOSFETからGaNワイドバンドギャップパワーテクノロジーへの移行を簡素化すると主張しています。このデバイスには、2 つの 650 V パワー トランジスタと、最適化された高電圧ゲート ドライバおよび関連する安全および保護回路が統合されており、ゲート ドライバと回路レイアウトの課題が解消されます。


• 2021 年 6 月 – 三菱電機株式会社は、世界初の 2.0 kV 耐圧 IGBT1 である T シリーズ 2.0 kV 産業用 IGBT モジュールの発売を発表しました。このモジュールは、グリーン電源の積極的な利用により需要が高まっている再生可能エネルギーの電力コンバータの効率を高め、サイズを縮小することができます。


• 2022 年 2 月 - SL パワー エレクトロニクスは、3 インチ x 5 インチのオープンフレーム フォーム ファクターの 130 W クワッド出力電源の GB130Q-C ファミリの発売を発表しました。同社によれば、この製品ラインは次世代アプリケーション向けに特別に設計されており、ネジのない設計と上面ヒートシンクがないため、より自動化された組み立てが可能になり、システムの信頼性が向上し、システム コストが削減されます。


• 2022 年 5 月 - 日立エナジーは、「RoadPak」と呼ばれるパワー半導体モジュールの世界的な発売を発表しました。このモジュールは、PCIM Europe で電気自動車に広く使用される予定です。この発表は、ドイツのニュルンベルクで開催された世界有数のパワー エレクトロニクス見本市で行われました。


• 2022 年 8 月 - II-VI Incorporated は、パワー エレクトロニクス用の 150 mm 炭化ケイ素 (SiC) 基板を生産するために、Infineon Technologies AG と複数年契約を締​​結しました。これらの基板は EV に使用される予定です。

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調査レポートは、市場の詳細な分析を提供します。これには、研究開発能力や製造プロセスの最適化など、すべての主要な側面が含まれます。さらに、このレポートはパワーエレクトロニクス市場の動向に関する洞察を提供し、主要な業界の発展に焦点を当てています。上記の要因に加えて、近年世界市場の成長を加速させたいくつかの要因に焦点を当てています。

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