Tamanho do mercado de semicondutores espaciais, participação e análise da indústria, por aplicação (satélite, veículos de lançamento, sonda espacial profunda, Rovers e Landers, e outros), por tipo (grau endurecido à radiação, grau tolerante à radiação e outros), por componente (circuitos integrados) , dispositivos semicondutores discretos, dispositivos ópticos, microprocessador, memória, sensores e outros) e previsão regional, 2024-2032

O tamanho do mercado de semicondutores espaciais foi avaliado em US$ 1,05 bilhão em 2023 e deve crescer de US$ 1,22 bilhão em 2024 para US$ 1,98 bilhão até 2032, exibindo um CAGR de 6,2% durante o período de previsão. A América do Norte dominou o mercado de semicondutores espaciais com uma participação de mercado de 44,76% em 2023.

Semicondutores espaciais são componentes eletrônicos especificamente projetados, fabricados e qualificados para operar de forma confiável no ambiente hostil e exigente do espaço. As condições no espaço apresentam inúmeros desafios para os componentes eletrônicos, incluindo temperaturas extremas, radiação, vácuo e microgravidade. O silício e alternativas, como o arseneto de gálio (GaAs), são materiais semicondutores primários, enquanto Carboneto de Silício (SiC) é valorizado por suas propriedades térmicas e elétricas. Os semicondutores espaciais são projetados para suportar essas condições e fornecer desempenho robusto e confiável para missões espaciais.

Os semicondutores espaciais são normalmente usados ​​em satélites, naves espaciais e outras aplicações de eletrônica espacial e são mais caros que os semicondutores normais. No entanto, eles são muito mais confiáveis ​​quando se trata de operar em ambientes e condições extremas. Espera-se que a crescente constelação de satélites impulsione a fabricação de satélites que, por sua vez, impulsionará o crescimento do tamanho do mercado de 2024 a 2032.

O encerramento de fronteiras, os confinamentos e as restrições à circulação devido à pandemia da COVID-19 tiveram um impacto negativo na entrega atempada de componentes, o que levou a atrasos no fabrico. De acordo com a Semiconductor Industry Association, a indústria global de semicondutores enfrentou desafios para atender à crescente demanda por chips, principalmente devido ao encerramento prolongado das instalações de fabricação relacionado ao COVID-19. Esta anomalia afetou significativamente os negócios globais, resultando numa necessidade crescente de chips avançados em vários setores de consumo.

As atividades de investigação e desenvolvimento relacionadas com a inovação e melhoria das tecnologias de semicondutores foram dificultadas devido a restrições à presença física em laboratórios e a interrupções nos esforços de colaboração.

TENDÊNCIAS DE MERCADO DE SEMICONDUTORES ESPACIAIS

Uso de algoritmos System-on-Chip (SoC), Inteligência Artificial (IA) e Machine Learning (ML) são principais tendências do mercado

Um sistema em chip é um tipo de Circuito Integrado (CI) design que combina muitos ou todos os elementos funcionais de alto nível de um dispositivo eletrônico em um único chip, em vez de usar componentes separados montados em uma placa-mãe, como é o caso de um design eletrônico tradicional. Um computador ou dispositivo eletrônico tradicional baseado em placa-mãe contém componentes separados, como Unidade Central de Processamento (CPU), Unidade de Processamento Gráfico (GPU), modem, processador de sinal dedicado, periféricos, armazenamento primário e secundário e muito mais. Cada componente funciona como um componente separado. Um SoC, por outro lado, incorpora essas funções em um único microchip.

Em outubro de 2023, a Coherent Logix Inc. anunciou o lançamento do HyperX: Midnight, um SoC HyperX de quarta geração para as indústrias espacial e de defesa. HyperX: Midnight oferece até 4x mais rendimento de computação com metade da potência e preço 40% menor do que os principais FPGAs resistentes à radiação. Esta combinação poderosa e baixa de SWaP (tamanho, peso, potência) é crítica para as empresas do Espaço 2.0, permitindo acomodar uma capacidade muito maior com tamanhos menores de barramentos de satélite, reduzindo significativamente os custos de lançamento. Além disso, a tecnologia quântica, algoritmos de IA e ML, parcerias, colaborações, inovações de produtos e iniciativas governamentais com entidades privadas e públicas são tendências-chave no mercado.

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FATORES DE CRESCIMENTO DO MERCADO DE SEMICONDUTORES ESPACIAIS

Aumento de constelações de satélites para impulsionar o crescimento do mercado global de semicondutores espaciais

O aumento na implantação de constelações de satélites servindo diversos propósitos, como observação da Terra, comunicação e navegação, está impulsionando a demanda por satélites de nível espacial. semicondutores . Estas constelações necessitam do uso de eletrônica avançada para garantir uma operação consistente e confiável no ambiente espacial desafiador. Uma constelação de satélites, também conhecida como enxame, constitui uma rede de entidades artificiais idênticas ou semelhantes que prosseguem um objetivo comum e sob o controlo da mesma entidade. Estes grupos comunicam com estações terrestres a nível mundial e estão ocasionalmente interligados, operando como um sistema coeso concebido para se complementarem.

Com numerosas constelações de satélites atualmente em órbita da Terra, o planeta está preparado para testemunhar um aumento substancial no lançamento de satélites nos próximos anos. Por exemplo, em Setembro de 2022, o Gabinete de Responsabilidade do Governo dos EUA (GAO dos EUA), uma agência governamental independente e apartidária que presta serviços ao Congresso dos EUA, relatou um aumento significativo no número de satélites activos. A contagem aumentou constantemente ao longo dos últimos anos, passando de 1.400 em 2015 para 5.500 na primavera de 2022.

Espera-se que esta trajetória ascendente continue, com o GAO dos EUA antecipando uma nova escalada nesta tendência. De acordo com as projeções da agência governamental, está previsto o lançamento de 58 mil novos satélites até ao final da década, mais do que duplicando o número atual de naves espaciais operacionais. Espera-se que o aumento no número de satélites impulsione a demanda por semicondutores espaciais.

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Avanços tecnológicos em técnicas de fabricação e processamento de semicondutores para impulsionar o crescimento do mercado

Avanços tecnológicos e inovações na fabricação, processamento e embalagem de semicondutores são vitais neste mercado. Os principais players deste mercado estão se concentrando no desenvolvimento de semicondutores tecnologicamente avançados para sustentar as condições do ambiente espacial e melhorar sua confiabilidade e eficiência. O óxido de gálio exibe a capacidade de suportar altas correntes e tensões com perdas mínimas de energia e pode ser facilmente transformado em filmes de alta qualidade usando técnicas econômicas. Como semicondutor, o óxido de gálio, embora normalmente seja um mau condutor elétrico, pode transportar efetivamente correntes elétricas com a adição de impurezas específicas. Suas vantagens sobre o silício, o semicondutor predominante na maioria dos chips de computador, são múltiplas.

Dispositivos eletrônicos baseados em óxido de gálio surgiram como uma escolha proeminente para operação em ambientes desafiadores, particularmente na exploração espacial, devido à sua capacidade de suportar altas temperaturas e radiação sem degradação significativa. Enfrentando perigos, como exposição à radiação e flutuações extremas de temperatura, as sondas espaciais enfrentam inúmeros desafios. Para superar esses desafios, em agosto de 2023, pesquisadores da KAUST (Universidade de Ciência e Tecnologia King Abdullah) desenvolveram o primeiro dispositivo de memória flash do mundo usando óxido de gálio, apresentando resiliência superior a temperaturas extremas em comparação com a eletrônica tradicional.

FATORES DE RESTRIÇÃO

Interrupções na cadeia de abastecimento e tensões geopolíticas para impedir o crescimento do mercado

As interrupções na cadeia de abastecimento, decorrentes de fatores como escassez de matérias-primas, problemas de transporte e instabilidades geopolíticas, representam uma ameaça significativa ao bom funcionamento do crescimento do mercado de semicondutores espaciais. Essas interrupções podem resultar em atrasos, aumento de custos e diminuição da eficiência da produção, impactando as vendas de semicondutores espaciais.

Por exemplo, em setembro de 2022, a Philippine Long Distance Telephone Company (PLDT Inc.) anunciou que um dos principais desafios enfrentados pelos fabricantes de satélites de órbita terrestre baixa (LEO) é o atraso na entrega de chips essenciais necessários para a produção de equipamentos baseados no espaço. . A persistente escassez de chips semicondutores, que afecta os fabricantes a nível mundial, poderá potencialmente afectar os produtores de satélites LEO, que são cruciais para os serviços de telecomunicações. Esta escassez de chips é um grande problema para os fabricantes de semicondutores em todo o mundo devido às tensões geopolíticas que afetam tanto a produção como o envio de mercadorias.

Além disso, as tensões geopolíticas agravam ainda mais os desafios enfrentados pelo setor de semicondutores espaciais. Relações internacionais tensas e conflitos comerciais podem levar a restrições à circulação de componentes e tecnologias críticas essenciais para a fabricação de semicondutores espaciais. Isto não só prejudica o ritmo da inovação, mas também levanta preocupações sobre a fiabilidade e acessibilidade de componentes cruciais necessários para aplicações espaciais.

ANÁLISE DE SEGMENTAÇÃO DE MERCADO DE SEMICONDUTORES ESPACIAIS

Por análise de aplicação

A crescente demanda por serviços de comunicação e navegação por satélite impulsionou a adoção de produtos

Por aplicação, o mercado é classificado em satélites, veículos lançadores, sondas espaciais profundas, rovers e landers, outros.

O segmento de satélite é o dominado pela participação global no mercado de semicondutores espaciais e estima-se que cresça significativamente durante o período de previsão devido à crescente demanda por serviços de comunicação e navegação por satélite. Os semicondutores são projetados para uso em satélites artificiais que orbitam a Terra. Estes são cruciais para a comunicação por satélite, observação da Terra, navegação e investigação científica.

Estima-se que o segmento de veículos lançadores seja o segmento que mais cresce durante o período de previsão devido à crescente demanda por semicondutores avançados e compactos. Este segmento engloba semicondutores que são utilizados em sistemas eletrônicos de veículos lançadores, como foguetes e ônibus espaciais. Esses semicondutores desempenham um papel vital na navegação, controle e comunicação durante a fase de lançamento.

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Análise por tipo

Semicondutores endurecidos por radiação ganharam grande força devido à crescente demanda por semicondutores que suportam ambientes adversos

Por tipo, o mercado é segregado em grau endurecido à radiação, grau tolerante à radiação, entre outros.

O segmento endurecido por radiação dominou o mercado e é estimado como o segmento que mais cresce devido à crescente demanda por semicondutores que possam suportar o ambiente de radiação espacial. Os semicondutores endurecidos contra radiação são projetados especificamente para suportar o ambiente severo de radiação presente no espaço. Esses componentes são reforçados para resistir aos danos causados ​​pela radiação ionizante, garantindo sua confiabilidade e longevidade em missões espaciais.

Espera-se que o segmento tolerante à radiação cresça significativamente devido à crescente demanda por semicondutores precisos e de baixo custo. Os semicondutores tolerantes à radiação são projetados para suportar certos níveis de radiação sem endurecimento completo. Embora não sejam tão robustos como os componentes resistentes à radiação, oferecem um equilíbrio entre desempenho e rentabilidade para missões com menor exposição à radiação.

Por análise de componentes

Circuitos integrados se tornam populares devido à crescente demanda por semicondutores multifuncionais

Por componente, o mercado é segmentado em circuitos integrados, dispositivos semicondutores discretos, dispositivos ópticos, microprocessador , memória, sensores e outros.

O segmento de circuitos integrados é o dominante e estima-se que cresça significativamente durante o cronograma de previsão devido à crescente demanda por semicondutores multifuncionais. Os Circuitos Integrados (ICs) consistem em vários componentes eletrônicos, como transistores, resistores e capacitores, que são fabricados em um único substrato semicondutor. Os ICs desempenham um papel fundamental em aplicações espaciais, servindo funções como processamento de dados, amplificação e controle em um pacote compacto e eficiente.

INFORMAÇÕES REGIONAIS

Em termos geográficos, o mercado está dividido em América do Norte, Europa, Ásia-Pacífico e Resto do Mundo.

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A América do Norte dominou o mercado em 2023 e foi avaliada em 0,47 mil milhões de dólares. Este crescimento é atribuído à presença de grandes OEMs e operadoras nesta região. Por exemplo, em agosto de 2022, a Microchip Technology garantiu um importante acordo com o governo dos EUA através do CHIPS and Science Act, com o objetivo de fortalecer a indústria local de chips face à concorrência da China. Como um movimento estratégico para melhorar o seu setor nacional de semicondutores, o governo dos EUA divulgou planos para alocar aproximadamente 162 milhões de dólares em financiamento a uma empresa específica dentro da indústria. O anúncio oficial foi feito pelo Departamento de Comércio dos EUA.

A Europa conquistou a segunda maior participação de mercado no ano base. O crescimento deste mercado deve-se às crescentes aplicações espaciais de semicondutores, juntamente com o aumento dos investimentos. Em fevereiro de 2023, a Infineon Technologies AG iniciou a construção de uma nova fábrica para tecnologia de sinais analógicos/mistos e semicondutores de potência. Após uma análise abrangente, o Conselho de Administração da Infineon e a autoridade supervisora ​​concederam permissão para que a fábrica fosse localizada em Dresden. O Ministério Federal dos Assuntos Económicos e da Protecção Climática (BMWK) concordou com o início antecipado do projecto para que a construção possa começar antes da conclusão da revisão financeira pela Comissão Europeia.

Espera-se que a Ásia-Pacífico seja a região que mais cresce durante o período de previsão. Deteve participação significativa no ano base. O crescimento do mercado nesta região deve-se ao forte desenvolvimento económico dos países emergentes. Por exemplo, em 2022, executivos de empresas globais como AMD, Micron Technology, Applied Materials e Foxconn comprometeram-se a investir no ecossistema de semicondutores da Índia. Enquanto a AMD anuncia um investimento de US$ 400 milhões na Índia ao longo de cinco anos e a abertura do maior campus de P&D do mundo, com 500 mil metros quadrados, em Bangalore, a Micron está construindo a primeira fábrica de semicondutores do país em Gujarat.

Espera-se também que o resto do mundo, incluindo o Médio Oriente e África e a América Latina, cresçam significativamente durante o período de previsão. O crescimento é atribuído ao aumento das iniciativas governamentais para tecnologias baseadas no espaço.

LISTA DAS PRINCIPAIS EMPRESAS NO MERCADO DE SEMICONDUTORES ESPACIAIS

Avanços tecnológicos, inovações de produtos e expansão para mercados emergentes são as principais áreas de foco dos principais players

Este mercado está consolidado com players importantes, como Advanced Micro Devices, Inc., Infineon Technologies AG, Microchip Technology Incorporated, Texas Instruments Incorporated, STMicroelectronics N.V., entre outros. Essas empresas estão se concentrando em avanços tecnológicos, inovações de produtos e entrada em mercados emergentes para aumentar sua participação no mercado. Por exemplo, em abril de 2022, a Infineon Technologies LLC, uma divisão da Infineon Technologies AG, revelou a pioneira RAM ferroelétrica (rad-hard) endurecida por radiação (F-RAM) com uma interface serial projetada para ambientes extremos da indústria espacial. Esses novos dispositivos afirmam oferecer confiabilidade e retenção de dados incomparáveis, superando o desempenho de dispositivos EEPROM não voláteis e flash NOR serial em termos de eficiência energética para aplicações espaciais.

LISTA DAS PRINCIPAIS EMPRESAS PERFILADAS:

• Advanced Micro Devices, Inc. (EUA)


• Infineon Technologies AG (Alemanha)


• Tecnologia Microchip Incorporada (NÓS.)


• Texas Instruments Incorporated (EUA)


• STMicroelectronics N.V. (Suíça)


• Renesas Electronics Corporation (Japão)


• Cobham Limited (Reino Unido)


• Solitron Devices, Inc.


• BAE Systems Plc (Reino Unido)


• Teledyne Technologies Incorporated (EUA)

PRINCIPAIS DESENVOLVIMENTOS DA INDÚSTRIA:

• Marchar 2023 - SEEQC, uma startup de computadores quânticos com sede em Nova York, revelou o desenvolvimento bem-sucedido de um chip digital projetado para funcionar em temperaturas mais frias que o espaço sideral. Esta inovação o torna compatível com processadores quânticos normalmente alojados em câmaras criogênicas. Prevê-se que dois chips adicionais atualmente em fase de desenvolvimento operem em uma região ligeiramente mais quente dentro da câmara criogênica.


• Fevereiro de 2023 - Lux Semiconductors garantiu 2,3 ​​milhões de dólares em fundos para avançar no desenvolvimento e comercialização do seu inovador processo "System-on-Foil" que visa melhorar o desempenho da microeletrônica. A tecnologia System-on-Foil da Lux Semiconductors foi criada especificamente para diminuir o tamanho e melhorar o desempenho da microeletrônica para atender aplicações em espaçonaves, aeronaves e vários outros domínios.


• Novembro de 2022 - A Texas Instruments (TI) revelou uma expansão em sua linha de semicondutores analógicos de nível espacial e seus produtos relacionados, alojados em embalagens plásticas excepcionalmente confiáveis, projetadas para uma ampla gama de missões. Apresentando uma nova especificação de triagem de dispositivos chamada Space High-Grade (SHP) em plástico para produtos endurecidos por radiação, a TI também apresentou novos conversores analógico-digitais (ADCs) alinhados com a qualificação SHP.


• Agosto de 2022 - A Microchip Technology (MCHP) garantiu uma concessão de contrato federal de US$ 50 milhões para desenvolver o processador de próxima geração para computação em voos espaciais. Escolhido pelo Laboratório de Propulsão a Jato da NASA para um projeto de três anos, a Microchip liderará o projeto de um sistema de computação de voo espacial de alto desempenho (HPSC). Prevê-se que este HPSC inovador ofereça capacidades de computação 100 vezes mais poderosas que os sistemas atuais.


• Março de 2022 - A STMicroelectronics lançou uma série de CIs de potência, analógicos e lógicos resistentes à radiação, alojados em embalagens plásticas de baixo custo e desempenhando papéis cruciais nos circuitos eletrônicos dos satélites. Os nove dispositivos iniciais desta série incluem um conversor de dados, um regulador de tensão, um transceptor LVDS, um driver de linha e cinco portas lógicas utilizadas em vários sistemas, como geração e distribuição de energia, computadores de bordo, telemetria rastreadores de estrelas e transceptores. A ST planeja aprimorar a série incorporando funcionalidades adicionais nos próximos meses, proporcionando aos designers uma gama mais ampla de opções.

COBERTURA DO RELATÓRIO

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