車載用パワーモジュール市場規模、シェアおよび業界分析、タイプ別（SiC MOSFETおよびSi IGBT）、車両タイプ別（乗用車および商用車）、推進タイプ別（バッテリー電気自動車（BEV）およびハイブリッド電気自動車（HEV）） 、アプリケーション別 (トラクション インバーター、DC-DC コンバーター、車載充電器)、地域別の予測、2024 ～ 2032 年

世界の自動車用パワーモジュール市場規模は、2023 年に 64 億 9 千万米ドルと評価されています。市場は 2024 年の 78 億 6 億米ドルから 2032 年までに 251 億 4 千万米ドルに成長すると予測されており、予測期間中に 15.6% の CAGR を示します。< /p>

車載用パワーモジュールは、パワーエレクトロニクス要素において重要な役割を果たします。これらのモジュールは、1 つまたは複数のコンポーネントが単一の絶縁された電源ユニットまたはモジュールに結合された高出力電気コンポーネントです。これらの効率的なテクノロジーは、主にトラクション インバーター、車載充電器、DC-DC コンバーターで使用される、ハイブリッドおよび純粋なバッテリー電気自動車の高電圧電力変換を担当します。

パワーモジュールは、電力変換アプリケーションにおける多用途性により、車載アプリケーションで徐々に広く採用されるようになりました。従来は、個別のユニットや、MOSFET、ダイオード、トランジスタなどの個別の電子部品が同様の目的に使用されてきました。新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の発生により工場や製造部門が一時的に閉鎖され、さまざまな自動車業界の業務が停止された。その結果、需要と供給の関係が不均衡になり、不適切な在庫管理が発生し、供給不足が発生しました。この影響は、チップメーカーからOEM、自動車メーカー、消費者に至るまで、さまざまな経済とエンドユーザーに影響を及ぼし、その結果、自動車業界やその他の業界で需要の高い半導体製品が不足しました。しかし、近年の電動化技術の発展により、電力変換エレクトロニクスも進化しました。電動化の傾向は、これらのモジュールの革新と世界的な採用に大きな役割を果たしています。

車載用パワーモジュール市場動向

効率向上のため炭化ケイ素 MOSFET の採用への動きが拡大

自動車用電気自動車 (EV) メーカー内では、ここ数年、炭化ケイ素 MOSFET (SiC MOSFET) の統合にますます注目が集まっています。当初、テスラは電気自動車に SiC MOSFET を組み込んで車両効率を向上させ、電気モーターの損失を低減しながらより高い電力変換率を実現しました。市場の主要企業は、電動化プロセスをさらに加速するために、高効率かつ低消費電力のモジュールの導入に常に注力しています。同様に、大手 EV メーカーは、SiC MOSFET を積極的に選択しています。SiC MOSFET を統合すると、ドライブトレイン全体のエネルギー効率が大幅に向上し、エネルギー損失が低減されるためです。

電気自動車業界の他の多くの主要企業は、EV インバーターの絶縁ゲート バイポーラ トランジスタ (IGBT) を置き換えることにより、SiC MOSFET モジュールを段階的に導入することを計画しています。 SiC MOSFET の採用はまだ準備段階にあり、MOSFET の材料として炭化ケイ素が組み込まれているため、コストは通常​​の Si IGBT モジュールの 3 ～ 4 倍になります。ただし、EV のさまざまなアプリケーション向けに SiC MOSFET の統合が進むにつれて、市場は予測期間中に大幅に成長すると予想されます。

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車載パワーモジュール市場の成長要因

電圧変換におけるスイッチング損失の低減に対する需要の高まりが市場を牽引すると予想される

大手自動車メーカーは、電力損失を最小限に抑え、全体の効率を高めることにより、電気自動車とモーターの効率を向上させることに重点を置いています。現在、ほとんどの電気自動車は電力または電圧変換に Si IGBT パワー モジュールを利用しています。電気モーターの効率を高めるために、電気自動車メーカーは、先進的なパワーコンポーネントを自社のメカニズムに組み込んで電力損失を削減し、これらのモジュールの速度と変換率を向上させることを目指しています。 EV モーター用のインバーターにおけるスイッチング損失の低減に対する需要の高まりは、自動車メーカーが車両の性能を向上させるために新しい技術のパワー モジュールを車両に導入する重要な要因の 1 つです。

SiC MOSFET などの先進的な車載パワー モジュールの統合により、インバータは Si IGBT と比較してより高速に高周波電圧に切り替えることができ、最終的にプロセス全体の効率が向上します。その結果、SiC パワーモジュールの採用増加により、電圧変換におけるスイッチング損失が削減され、予測期間中にこれらのモジュールの需要が増加すると予想されます。

世界中で EV インフラストラクチャの開発が成長し、市場を牽引すると予想される

従来の ICE 車両よりも電気車両に対する消費者の嗜好が高まっていることは、注目に値する傾向です。電動化技術を採用する消費者が増えるにつれ、電気自動車の需要は予測期間中に急増すると予想されます。  さまざまな地域の政府は、電気自動車の大量導入をサポートする堅牢な EV インフラストラクチャの構築に非常に重点を置いています。電気化技術とインフラ開発の増加により、今後数年間で電気自動車とパワーモジュールの需要がさらに高まることが予想されます。

発展途上国および先進国における EV 充電ステーションとバッテリー交換センターの急増により、消費者は航続距離や性能を心配することなく EV を購入するようになっています。さらに、電気自動車を公共交通機関や電気ゴミ収集車などの商用車に組み込む政府の取り組みにより、今後数年間で電気自動車の需要が急増すると予想されます。これにより、予測期間中にこれらのモジュールに対する高い需要が生じることが予想されます。

抑制要因

市場の成長を妨げるパワー モジュールとスイッチング デバイスに関連する高コスト

車載用パワー モジュールは、電気自動車内のさまざまなアプリケーションの高電力電圧変換に非常に有益であることが証明されています。道路上での電気自動車の統合が進むにつれて、世界中でこれらのモジュールに対する需要が高まっています。しかし、Si IGBT 半導体の不足と EV のパワーモジュールに対する高い需要が状況を悪化させ、価格の高騰と生産の遅れをもたらしています。さらに、自動車メーカーは、スイッチング速度の向上と電力損失の低減により、Si IGBT ではなく SiC MOSFET への移行を進めています。ただし、SiC MOSFET は非常に高価であり、Si IGBT の約 3 ～ 4 倍のコストがかかります。したがって、これらの要因により、予測期間中にこれらのモジュールの導入が妨げられると予測されます。

車載パワーモジュール市場セグメンテーション分析

タイプ別分析

低コストのドライブ市場により、SiC MOSFET よりも Si IGBT パワー モジュールの需要が高い

タイプに基づいて、市場は Si IGBT と SiC MOSFET に分類されます。

Si IGBT セグメントは 2023 年に支配的な市場シェアを保持し、予測期間を通じて市場での地位を維持すると推定されています。 Si IGBT パワー モジュールは、電気自動車の大電力周波数変換に広く使用されています。これらのモジュールはスイッチング デバイスとして機能し、バッテリーからの電圧周波数をインバーターに変換し、電動モーターに高電圧電力を供給します。 EV の需要の高まりと Si IGBT の費用対効果が、Si IGBT モジュールの需要を急増させる主な要因となっています。

SiC MOSFET セグメントは、Si IGBT と比較して効率が高いため、予測期間を通じて最高の CAGR を示すと予想されます。スイッチング損失の低減と高電力変換速度の高速化は、SiC MOSFET の採用を推進する重要な要因であり、このセグメントの成長にさらに貢献します。

車両タイプ別の分析

電気自動車に対する消費者の嗜好の高まりが乗用車セグメントの成長を促進

車両の種類に基づいて、市場は乗用車と商用車に分類されます。

2023 年には乗用車セグメントで高い需要が見られたため、乗用車セグメントが自動車用パワー モジュール市場シェアを独占しました。乗用車セグメントは、車両所有に対する消費者の永続的な需要に牽引された革新性で知られています。さらに、自家用車の所有を求める大規模な消費者層が乗用車部門の売上高増加に貢献し、その結果、この部門の大幅な需要を促進しています。

商用車セグメントは、北米とヨーロッパで電気商用車の販売が増加しているため、最も高い CAGR が見込まれています。電化の統合は、固定ルートを走る商用バスやトラックにとって非常に有益であることが証明されています。その結果、交通バスネットワークや一般トラック事業者は、既存の車両に電気自動車を導入するケースが増えています。さらに、さまざまな地域で電気バス、ゴミ収集車、電気多目的車、その他の商用車の統合が進み、市場の成長を促進すると予想されます。

推進タイプの分析による

大都市におけるバッテリー充電インフラの充実により、バッテリー式電気自動車の需要が急増

市場は推進タイプに基づいて、バッテリー電気自動車 (BEV) とハイブリッド電気自動車 (HEV) に分類されます。

バッテリー電気自動車セグメントは、2023 年に最大の市場シェアを保持し、予測期間を通じてその優位性を維持すると予想されます。大都市圏ではEVの充電インフラが確立されており、市場シェアのおかげで消費者はハイブリッドEVではなくバッテリー式電気自動車を選ぶようになっています。気候変動と大気汚染に対する意識の高まりにより、排出ガスが少ない、または排出ガスのない車両への注目が高まっています。 BEV は排気管汚染物質をまったく生成しないため、環境意識の高い消費者にとって魅力的です。

ハイブリッド電気自動車セグメントは、EV インフラが限られている後進地域でのハイブリッド電気自動車の需要の増加により、かなりの成長を記録すると予想されています。充電ステーションが利用できるようになったことで、人々は世界規模でハイブリッド車を選択するようになっています。さらに、ハイブリッド電気自動車はICEと純粋な電気自動車の間の架け橋として機能するため、ハイブリッド電気自動車の販売が増加し、さまざまな地域での電動化技術の導入が促進されることが期待されています。  

アプリケーション分析による

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トラクション インバータのスイッチング損失を削減するための SiC パワー MOSFET の統合の強化が市場の成長を促進

市場はアプリケーションに基づいて、トラクション インバーター、DC-DC コンバータ、車載充電器に分類されます。

トラクション インバーター部門は 2023 年の市場シェアをリードし、予測期間中もその優位性を維持すると予想されます。バッテリーからの電気エネルギーを電気モーター用の高電圧出力に変換するトラクションインバーターにおける高周波パワーモジュールの需要が、このセグメントの成長を推進しています。さらに、スイッチング損失が低いスイッチング デバイスの需要が市場の急速な拡大にさらに貢献しています。

DC-DC コンバーターと車載充電器セグメントも、予測期間中に大幅な成長が見込まれています。この成長は、EV充電における充電時間と電力損失の削減を目的とした車載充電器の技術進歩によるもので、これにより、このセグメントにおけるSiCやGaNパワーモジュールなどの先進技術の革新と統合が促進されると予想されます。スイッチング損失を最小限に抑えた DC-DC コンバータにおける効果的なパワー スイッチング デバイスに対する需要の高まりも、DC-DC コンバータ セグメントの成長を促進すると予想されます。

地域に関する情報

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中国での電気自動車販売の普及拡大がアジアのパワーモジュール市場の成長を促進

アジア太平洋地域は、2023 年の市場規模が 30 億 1,000 万米ドルで世界市場を独占しました。この地域の市場シェアに寄与する主な要因は、中国での電気自動車販売の普及率の向上です。さらに、インド、中国、南アジア諸国などの大規模な自動車市場でのEV販売の増加により、アジアにおける自動車用パワーモジュールの需要が大幅に増加すると予想されています。アジア太平洋地域内の主要国における政府の支援的な取り組みにより、自動車用パワーモジュール市場の成長が促進されると予想されます。

欧州は 2023 年に 2 番目に大きな市場シェアを保持しており、予測期間中に大幅な CAGR が見込まれると予想されます。 EVを選択するメリットに対する消費者の意識の高まりとEVインフラの急速な拡大により、欧州での自動車需要が高まっていることが、欧州諸国での電気自動車に対する強い需要につながっています。さらに、欧州地域の主要な自動車用 EV プレーヤーが予測期間中に市場を形成すると予想されます。

北米は 2023 年にそれなりの市場シェアを維持し、この地域での電気自動車の需要の増加とよく発達した EV インフラストラクチャが北米市場の規模に貢献しました。世界の他の国々も着実な成長が見込まれています。ただし、この地域では補助的な EV インフラストラクチャが不足しているため、電気自動車の普及が遅れ、その結果、これらの国でのそのようなモジュールの需要が加速しない可能性があります。

自動車用パワーモジュール市場の主要企業のリスト

SiC ベースのパワー モジュールのメリットが大きいため、大手企業は新しい SiC ベースのパワー MOSFET を導入しています

市場の競争環境は、少数の確立された主要企業によって特徴付けられています。市場は統合されており、大手企業は大手自動車メーカーと強力な販売ネットワークを確立しており、その結果、市場で大きなシェアを占めています。 Infineon Technologies AG、三菱電機、富士電子、STMicroelectronics などの半導体メーカーが主要なプレーヤーであり、市場で大きなシェアを占めています。

自動車用パワーモジュールの主要企業はいずれも、北米とヨーロッパで強い存在感を示し、自社製品に対する高い需要を持っています。アジア太平洋地域は、自動車パワーモジュール分野で重要な存在として浮上しつつあります。現代自動車、アウディ、テスラなどの主要な自動車プレーヤーは、自社の EV にパワーモジュールを統合する主要顧客です。さらに、パワーモジュールプロバイダーの間で注目すべき傾向は、大手半導体プロバイダーによる SiC ベースのパワーモジュールの導入です。たとえば、2023 年 5 月に三菱電機は、DC 電源システムに適したモジュール用の新しい構造を備えた SBD 組み込み SiC MOSFET の開発を発表しました。

プロファイルされた主要企業のリスト:

• インフィニオン テクノロジーズ AG (ドイツ)


• 三菱電機株式会社（日本）


• 富士電機株式会社 (日本)


• STMicroelectronics N.V. (スイス)


• オンセミ (米国)


• モノリシック パワー システムズ (米国)


• ダンフォス (デンマーク)


• Robert Bosch GmbH (ドイツ)


• 日立オートモティブシステムズ株式会社 (日本)


• ローム セミコンダクターズ (日本)


• 新電元工業株式会社（日本）


• Wolfspeed Inc. (米国)

主要な業界の発展:

• 2023 年 1 月: レゾナック株式会社は、パワー半導体、そのパッケージ、パワーモジュールの材料関連開発の強化に重点を置いて、パワーモジュールの本格的な運用を開始すると発表しました。


• 2022 年 12 月: STMicroelectronics は、車両の性能と航続距離の向上に焦点を当てた、e-モビリティ アプリケーション向けの新しい高出力モジュールをリリースしました。ヒュンダイは、電気自動車プラットフォームに新しい SiC ベースのパワーモジュールを選択しました。 


• 2022 年 9 月: Onsemi は、車載充電器アプリケーション向けの車載用 SiC ベースの電源モジュールを発売しました。これらの最新のパワーモジュールを統合することで、電気自動車は以前よりも高いレートで充電できるようになります。同社は、低伝導性と低スイッチング損失を示す 3 つのモジュールを発売しました。 


• 2022 年 9 月: ルネサスは、スイッチング損失と設置面積を削減した電気自動車インバーター用の次世代シリコンベース IGBT を発表しました。同社はこれらのチップを日本の那珂市にある自社施設で量産する予定である。  


• 2022 年 7 月: 東芝は、低抵抗やスイッチング損失の大幅な低減などの特性を備えた炭化ケイ素 MOSFET を開発しました。スイッチング損失を低減し、抵抗が低いため、車両の電動化や産業用機器など、さまざまな業界のインバータに適しています。

レポートの対象範囲

このレポートは市場の詳細な分析を提供し、主要企業、製品タイプ、主要製品アプリケーションなどの主要な側面に焦点を当てています。さらに、このレポートは市場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、レポートには、近年の市場の成長に貢献したいくつかの要因が含まれています。

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