Mercado de semiconductores de potencia: crecimiento, tendencias, impacto de COVID-19 y pronósticos (2022 - 2027)

Visión general del mercado

El mercado mundial de semiconductores de potencia (en adelante, el mercado estudiado) se valoró en USD 37,90 mil millones en 2020, y se espera que alcance los USD 46,02 mil millones para 2026, registrando una CAGR de 3,17 %, durante el período 2021-2026 ( en adelante, denominado como el período de pronóstico). El brote de COVID -19 ha afectado el mercado general de semiconductores desde el lado de la demanda y el lado de la oferta. El confinamiento y el cierre de plantas de semiconductores en todo el país han alimentado aún más la tendencia de escasez de suministro, que surgió principalmente en 2019. Estos efectos también se reflejaron en los semiconductores de potencia de SiC y GaN. Sin embargo, es probable que muchos de estos efectos sean a corto plazo.

Además, las precauciones gubernamentales en todo el mundo para apoyar a los sectores automotriz y de semiconductores podrían ayudar a reactivar el crecimiento de la industria. El brote de la pandemia ha creado turbulencias económicas para las industrias pequeñas, medianas y grandes por igual en todo el mundo. Además, el bloqueo nacional impuesto por los gobiernos de todo el mundo (para minimizar la propagación del virus) ha resultado en que las industrias se vean afectadas y se interrumpa la cadena de suministro y las operaciones de fabricación en todo el mundo, ya que una gran parte de la fabricación incluye trabajo en el piso de la fábrica.

• Los semiconductores de potencia realizan las mismas tareas que los semiconductores regulares, solo que en una escala mucho mayor. Estos componentes de alto rendimiento son capaces de manejar corrientes eléctricas, voltajes y frecuencias extremadamente altas de hasta varios gigavatios. Como todos los dispositivos semiconductores, los semiconductores de potencia se utilizan para rectificar y amplificar señales eléctricas o activar y desactivar el flujo de electricidad. Estos se utilizan normalmente para aplicaciones industriales y la transmisión y distribución de electricidad a larga distancia.
• El material se compone principalmente de carburo de silicio (SiC) y nitruro de galio (GaN). En comparación con el silicio, GaN y SiC tienen una banda prohibida más amplia (Si:1,1, SiC:3,3 y GaN:3,4) y, por lo tanto, también se denominan semiconductores de banda ancha ancha. Los MOSFET y diodos de SiC ofrecen alta frecuencia de conmutación y alta densidad de potencia y son ideales para cargadores a bordo de vehículos eléctricos. La industria de los vehículos eléctricos está experimentando un rápido crecimiento gracias a las iniciativas de varios gobiernos de todo el mundo.
• En diciembre de 2020, el fabricante de semiconductores de potencia ROHM Semiconductor de Kioto, Japón, junto con el fabricante chino de automóviles de primer nivel United Automotive Electronic Systems Co. Ltd (UAES) celebraron una ceremonia de apertura en la que anunciaron el establecimiento de un laboratorio conjunto para el carburo de silicio (SiC). tecnología en la sede de la UAES en Shanghái, China.
• El nuevo laboratorio conjunto contiene los principales equipos necesarios para la evaluación de dispositivos y aplicaciones en aplicaciones automotrices, como cargadores a bordo (OBC) y convertidores CC/CC. Las empresas esperan que esto les permita fortalecer su asociación y acelerar el desarrollo de soluciones de energía basadas en SiC.
• La entrega de energía aporta más inteligencia al cargador y permite la detección del dispositivo conectado a él. Esto permite que el cargador entregue la cantidad precisa de energía necesaria para cargarlo en el menor tiempo posible. El cargador con GaN (nitruro de galio) aumenta la eficiencia, reduce el calor y disminuye el tamaño de cada producto.
• En diciembre de 2020, Avenir Telecom, bajo su marca Energizer, anunció una nueva gama de cargadores de pared Power Delivery en 20 W, 38 W, 65 W y 90 W que utilizan material semiconductor GaN (nitruro de galio). Desde USB-C hasta cable Lightning, este cargador reconoce los dispositivos: consolas de juegos, tabletas, computadoras portátiles y teléfonos inteligentes.
• Los requisitos de energía están aumentando en todos los mercados, ya que se prevé que los requisitos globales de electricidad aumenten de 25 000 TWh actualmente a 38 000 TWh en el año 2050. A nivel de sector, 8 millones de centros de datos en el mundo utilizan el 2-3 % de la energía mundial. uso, y se espera que esa participación aumente a más del 5%. Los motores industriales consumen 30% y creciendo; los vehículos eléctricos se convertirán en grandes consumidores hasta el 5% del consumo mundial de energía para 2040 (fuente: GaN Systems). GaN reduce las pérdidas en todos estos sistemas.

Alcance del Informe

Un semiconductor de potencia es un dispositivo semiconductor que se utiliza como interruptor o rectificador en la electrónica de potencia (por ejemplo, en una fuente de alimentación conmutada). Estos dispositivos son el componente fundamental de las modernas máquinas e instrumentos de circuitos electrónicos de potencia. Estos dispositivos se utilizan para comunicación inalámbrica, control avanzado de accionamientos eléctricos, control de movimiento y servoaccionamientos, sistemas informáticos avanzados, antenas, sistemas de propagación y satélite, técnicas inalámbricas de banda ancha y otros. Forman una parte indispensable de los aparatos, máquinas y sistemas eléctricos. El estudio cubre componentes como módulos discretos y circuitos integrados de potencia junto con materiales como carburo de silicio, nitruro de galio y otros.

Report scope can be customized per your requirements. Click here.

Tendencias clave del mercado

Se espera que la industria automotriz tenga un crecimiento significativo

• Los autos eléctricos se están volviendo comunes en las carreteras hoy en día, con precios que bajan y rango que aumenta. Según el informe de la Agencia Internacional de Energía 'Global EV Outlook 2020', más de 7,2 millones de turismos eléctricos circulaban por las carreteras en 2019.
• En los últimos años, muchos fabricantes de equipos originales han anunciado miles de millones de dólares en inversiones en vehículos eléctricos, que también es fuerte debido a las restricciones sobre las emisiones de CO2. Se tomarán medidas clave en los próximos años y se verá un mayor porcentaje de vehículos eléctricos en la carretera. Los semiconductores juegan un papel clave tanto en los vehículos eléctricos como en los que tienen motores de combustión interna.
• Se han realizado investigaciones en lo que respecta al uso de dispositivos de carburo de silicio (SiC) dentro del tren motriz automotriz. Debido a los avances recientes, se está convirtiendo gradualmente en una solución factible.
• Se espera que la cantidad de vehículos eléctricos en las calles siga multiplicándose a medida que los gobiernos continúan incentivando la energía limpia y los fabricantes encuentran formas de hacer que sus automóviles sean más accesibles. Una gran parte de hacer eso posible es la innovación continua en la tecnología de baterías, impulsada por la demanda de baterías más pequeñas, livianas y seguras que se carguen más rápido y duren más. Por ejemplo, Tesla, que utiliza una solución de carga rápida, ya utiliza SiC en la arquitectura de sus vehículos en la actualidad.
• Los semiconductores de SiC son ideales para aplicaciones, como cargadores e inversores integrados que se utilizan en vehículos híbridos enchufables (PHEV) y totalmente eléctricos (EV). Esto se debe a que su eficiencia energética es significativamente mayor en comparación con el silicio tradicional.
• Para garantizar que los vehículos eléctricos puedan operar a largas distancias y cargarse en un período de tiempo razonable, la electrónica de potencia del vehículo debe ser capaz de manejar altas temperaturas. Los semiconductores de SiC se benefician de una eficiencia energética de más del 95 %, es decir, solo el 5 % de la energía se pierde en forma de calor durante los casos de conversión de energía, como la recarga del vehículo en un cargador rápido de alta potencia.
• En mayo de 2021, Infineon Technologies lanzó un nuevo módulo de potencia con tecnología CoolSiCMOSFET para aplicaciones automotrices. El uso de SiCi en lugar de Si aseguró una mayor eficiencia en los convertidores de los vehículos eléctricos. Hyundai Motor Group informó que pudo aumentar la autonomía de sus vehículos en más del 5 % debido a las ganancias de eficiencia resultantes de las menores pérdidas de esta solución de SiC en comparación con la solución basada en Si con la ayuda de los inversores de tracción basados ​​en el módulo CoolSiCpower de Infineon. .
• En Japón, la Universidad de Tokio ha estado trabajando con Mitsubishi Electric Corporation para mejorar la confiabilidad de los dispositivos semiconductores de SiC. En 2017, Mitsubishi Electric presentó un nuevo inversor de SiC ultracompacto diseñado para vehículos híbridos, con una comercialización masiva prevista para alrededor de 2021.

To understand key trends, Download Sample Report