碳化硅功率半导体市场 - 增长、趋势、COVID-19 影响和预测(2022 - 2027 年)

碳化硅功率半导体市场按最终用户行业(汽车、消费电子、IT 和电信、军事和航空航天、电力、工业)和地理划分。

市场快照

silicon carbide power semiconductor market
Study Period: 2018 - 2026
Base Year: 2021
Fastest Growing Market: Asia Pacific
Largest Market: Asia Pacific
CAGR: 42.41 %

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市场概况

2020年全球碳化硅功率半导体市场规模为6.2872亿美元,预计到2026年将达到47.0871亿美元,2021-2026年复合年增长率为42.41%。

大流行的爆发给世界范围内的小、中、大型行业造成了经济动荡。雪上加霜的是,全球各国政府实施的国家封锁(以最大程度地减少病毒的传播)进一步导致行业受到冲击,并在很大程度上破坏了全球供应链和制造业务制造业的工作包括在工厂车间的工作,人们在这里密切接触,因为他们合作以提高生产力。

  • 由于提供的宽带隙,SiC(碳化硅)用于大功率应用。虽然存在各种 SiC 多型体(多晶型),但 4H-SiC 是最理想的功率器件。以增强材料能力为目标的研发活动的增加预计将为市场增长提供强大动力。例如,美国能源部 (DOE) 高级研究计划署能源 (ARPA-E) 宣布为 21 个项目提供 3000 万美元的资金,作为使用发明拓扑和半导体创建创新和可靠电路 (CIRCUITS) 计划的一部分. 此外,美国能源部对 NREL 主导的研究进行投资以降低 SiC 电力电子制造成本等举措可以进一步支持这种趋势并扩大更强大的基于 SiC 的设备的范围。
  • 电动汽车在汽车行业提供了某些优势,例如增加续航里程、充电时间和性能,以满足客户的期望。然而,它们需要能够在高温下高效和有效运行的电力电子设备。因此,正在使用宽带隙 SiC 技术开发功率模块。
  • 如今,电动汽车在道路上变得越来越普遍,价格下降,续航里程上升。根据国际能源署的报告《2021年全球电动汽车展望》,2020年有超过1020万辆轻型电动乘用车上路。此外,2020年电动汽车注册量增长了41%,为市场创造了增长机会。
  • 半导体还使用 SiC 来减少能量损失并延长太阳能和风能电源转换器的使用寿命。例如,光伏能源主要需要高功率、低损耗、更快的开关和可靠的半导体器件,以提高效率、功率密度和可靠性。因此,SiC 器件为满足日益增长的能源需求提供了一种有前景的光伏能源需求解决方案。
  • 为了挖掘清洁技术需求带来的潜力,多家厂商正在进入 SiC 功率半导体市场。例如,2021 年 4 月,从纽约州立大学理工学院 (SUNY Poly) 分拆出来的 NoMIS Power Group 宣布计划设计、制造和销售 SiC 功率半导体器件、模块和服务,以提供支持电源管理产品开发人员。
  • 此外,一旦使用高频,寄生电容和电感就会变得太大,从而阻碍了基于 SiC 的功率器件发挥其全部潜力。在这方面,碳化硅的广泛使用可能需要更新制造设施,这在目前的发展速度下是无法实现的。

报告范围

SiC(碳化硅)是由硅和碳化物组成的化合物半导体。与硅相比,SiC 具有许多优势,包括 10 倍的电场强度击穿、3 倍的带隙以及器件构造所需的更广泛的 p 型和 n 型控制。市场研究通过提供有关 SiC 在各种最终用户行业(如汽车、消费电子、IT 和电信、电力、工业、军事和航空航天)中的应用的详细信息对市场进行分类。市场研究还提供了对其在几个地理区域的机遇和挑战的简要了解。它还评估了 COVID-19 对市场的影响。

By End-user Industry
Automotive (xEVs and EV Charging Infrastructure)
IT and Telecommunication
Power (Power Supply, UPS, PV, Wind etc.)
Industrial (Motor drives)
Other End-user Industries (Rail, Oil & Gas, Military, Medical, R&D etc.)
By Geography
Americas
Europe, Middle East and Africa
Asia Pacific

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主要市场趋势

汽车行业有望实现显着增长

  • 正在对汽车动力系统中碳化硅 (SiC) 器件的使用进行研究。然而,由于最近的进步,它逐渐成为一种可行的解决方案。例如,使用快速充电解决方案的特斯拉目前已经在其车辆架构中使用 SiC。此外,如今电动汽车在道路上变得越来越普遍,价格下降,续航里程上升。根据国际能源署的数据,2020 年全球插电式电动轻型汽车销量达到约 310 万辆。
  • SiC 半导体非常适合用于插电式混合动力 (PHEV) 和全电动汽车 (EV) 等应用,例如车载充电器和逆变器。这是因为与传统硅相比,它们的能源效率要高得多。
  • 此外,为了确保电动汽车能够长距离运行并在合理的时间范围内充电,车辆的电力电子设备必须能够承受高温。碳化硅半导体受益于超过 95% 的能源效率。在功率转换过程中,只有 5% 的能量以热能形式损失掉,例如用大功率快速充电器为车辆充电。
  • 在日本,东京大学一直在与三菱电机公司合作,以提高 SiC 半导体器件的可靠性。早些时候,三菱电机发布了一款专为混合动力汽车设计的新型超紧凑型 SiC 逆变器,目标是在 2021 年左右实现大规模商业化。
  • 此外,Delphi Technologies 和 Cree 合作开发了前者的逆变器,并结合了 Cree 的 SiC MOSFET。它显着降低了电源模块的整体温度,同时实现了更高的功率输出,以支持混合动力和全电动汽车的扩展范围。这些逆变器也比竞争型号轻 40%,紧凑 30%。
  • 此外,2021 年 5 月,英飞凌科技推出了一款采用 CoolSiC MOSFET 技术的用于汽车应用的新型功率模块。使用 SiC 代替 Si 可确保电动汽车转换器的更高效率。例如,现代汽车集团报告称,由于与硅基解决方案相比,这种 SiC 解决方案的损耗更低,在牵引力的帮助下,它能够将其车辆的续航里程增加 5% 以上。基于英飞凌 CoolSiC 功率模块的逆变器。
  • 此外,2021 年 3 月,作为由英国研究与创新部牵头的产业战略挑战基金的一部分,英国政府向斯旺西大学拨款 480 万英镑,用于制造碳化硅 (SiC) 功率半导体器件并为交通运输创造更高效的电力电子设备、家庭和工业,并帮助国家实现其净零目标。
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亚太地区将见证增长最快

  • 亚太地区主导全球 SiC 功率半导体市场,与全球半导体市场增长有关,这也得到政府政策的支持。此外,该地区的半导体产业受到中国大陆、台湾、日本和韩国的推动,它们合计占全球分立半导体市场的 65% 左右。相比之下,泰国、越南、新加坡和马来西亚等其他国家也对该地区的市场主导地位做出了重大贡献。
  • 根据印度电子和半导体协会的数据,到 2025 年,印度的半导体组件市场预计价值 323.5 亿美元,复合年增长率为 10.1%(2018-2025 年)。该国是全球研发中心利润丰厚的目的地。因此,政府正在进行的“印度制造”计划预计将导致对半导体市场的投资。​
  • 此外,该地区是一个电子中心,每年生产数以百万计的电子设备,用于出口到其他国家和该地区的消费。电子元件和设备的高产量在很大程度上有助于研究市场的市场份额。例如,印度对消费电子产品的需求不断增长也促进了该地区市场的增长。根据印度工商联合会 (FICCI) 的数据,印度的电子产品需求预计在 2012-2020 年期间的复合年增长率为 25%。​​​
  • 中国是世界上最大的电力生产国。预计该国的能源需求将增加,从而导致能源生产的增长。例如,2020 年 10 月,中国推出了世界第二大太阳能发电厂。青海省太阳能园区的装机容量为 2.2GW,是世界上最大的发电厂之一。该发电站预计将成为中央政府在该国西部建立可再生能源超级电网的建议之一。
  • 中国汽车产业不断发展壮大,在全球汽车市场中发挥着越来越重要的作用。中国政府将包括汽车零部件在内的汽车工业视为其支柱产业之一。政府预计中国汽车产量到2020年达到3000万辆,到2025年达到3500万辆。​​​​
  • 此外,由于政府雄心勃勃的计划和举措,印度的电动汽车市场正在获得动力。过去几年,印度公共当局发布了多项与电动汽车相关的政策公告,显示出在该国部署电动汽车的坚定承诺、具体行动和雄心壮志。例如,2020 年 12 月,DENSO Corporation 宣布已开始量产其最新的升压功率模块,该模块配备了高质量的碳化硅 (SiC) 功率半导体,以实现低碳社会。该产品用于2020年12月9日上市的丰田Mirai车型。
  • 此外,2020 年 7 月,日本功率元件供应商罗姆与中国电动动力总成公司 Leadrive Technology 合作,在上海自贸区建立了碳化硅联合动力实验室。这种情况可能会增加该地区的市场增长。
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竞争格局

碳化硅功率半导体市场竞争激烈。它由几个重要的参与者组成,包括英飞凌科技公司、德州仪器公司、ST Microelectronics NV、日立功率半导体器件有限公司、恩智浦半导体、富士电机有限公司、赛米控国际有限公司、科锐公司、安森美半导体公司、三菱电机公司等。这些公司正在推出新产品、合作伙伴关系和收购,以增加其市场份额。

  • 2021 年 6 月 - 日本电子公司日立宣布计划通过建立一个大型半导体研究实验室来扩大其在希尔斯伯勒的现有业务,以与美国的制造客户合作开发新技术。
  • 2021 年 4 月——英飞凌科技股份公司为其 1200 V 产品线推出了新的 EasyPACK 2B 模块。该模块提供三电平有源 NPC (ANPC) 拓扑,包括 CoolSiC MOSFET、TRENCHSTOP IGBT7 器件、NTC 温度传感器和 PressFIT 接触技术引脚。

竞争格局

碳化硅功率半导体市场竞争激烈。它由几个重要的参与者组成,包括英飞凌科技公司、德州仪器公司、ST Microelectronics NV、日立功率半导体器件有限公司、恩智浦半导体、富士电机有限公司、赛米控国际有限公司、科锐公司、安森美半导体公司、三菱电机公司等。这些公司正在推出新产品、合作伙伴关系和收购,以增加他们的市场份额。

  • 2021 年 6 月 - 日本电子公司日立宣布计划通过建立一个大型半导体研究实验室来扩大其在希尔斯伯勒的现有业务,以与美国的制造客户合作开发新技术。
  • 2021 年 4 月——英飞凌科技股份公司为其 1200 V 产品线推出了新的 EasyPACK 2B 模块。该模块提供三电平有源 NPC (ANPC) 拓扑,包括 CoolSiC MOSFET、TRENCHSTOP IGBT7 器件、NTC 温度传感器和 PressFIT 接触技术引脚。

Table of Contents

  1. 1. INTRODUCTION

    1. 1.1 Study Assumptions and Market Definition

    2. 1.2 Scope of the Study

  2. 2. RESEARCH METHODOLOGY

  3. 3. EXECUTIVE SUMMARY

  4. 4. MARKET INSIGHT

    1. 4.1 Market Overview

    2. 4.2 Industry Value Chain Analysis

    3. 4.3 Industry Attractiveness - Porter's Five Forces Analysis

      1. 4.3.1 Bargaining Power of Suppliers

      2. 4.3.2 Bargaining Power of Consumers

      3. 4.3.3 Threat of New Entrants

      4. 4.3.4 Intensity of Competitive Rivalry

      5. 4.3.5 Threat of Substitutes

    4. 4.4 Impact of COVID-19 on the Market

    5. 4.5 Technology Snapshot

  5. 5. MARKET DYNAMICS

    1. 5.1 Market Drivers

      1. 5.1.1 Increase in the Demand for Consumer Electronics and Wireless Communications

      2. 5.1.2 Growing Demand for Energy-Efficient Battery-Powered Portable Devices

    2. 5.2 Market Challenges

      1. 5.2.1 Shortage of Silicon Wafers and Variable Driving Requirements

  6. 6. MARKET SEGMENTATION

    1. 6.1 By End-user Industry

      1. 6.1.1 Automotive (xEVs and EV Charging Infrastructure)

      2. 6.1.2 IT and Telecommunication

      3. 6.1.3 Power (Power Supply, UPS, PV, Wind etc.)

      4. 6.1.4 Industrial (Motor drives)

      5. 6.1.5 Other End-user Industries (Rail, Oil & Gas, Military, Medical, R&D etc.)

    2. 6.2 By Geography

      1. 6.2.1 Americas

      2. 6.2.2 Europe, Middle East and Africa

      3. 6.2.3 Asia Pacific

  7. 7. COMPETITIVE LANDSCAPE

    1. 7.1 Company Profiles

      1. 7.1.1 Infineon technologies AG

      2. 7.1.2 UnitedSiC

      3. 7.1.3 ST Microelectronics NV

      4. 7.1.4 ON Semiconductor Corporation

      5. 7.1.5 GeneSiC Semiconductor Inc.

      6. 7.1.6 Danfoss A/S

      7. 7.1.7 Microsemi Corporation

      8. 7.1.8 Toshiba Corporation

      9. 7.1.9 Mitsubishi Electric Corporation

      10. 7.1.10 Fuji Electric Co. Ltd

      11. 7.1.11 Semikron International

    2. *List Not Exhaustive
  8. 8. INVESTMENT ANALYSIS

  9. 9. FUTURE OF THE MARKET

**Subject to Availability

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Frequently Asked Questions

The Silicon Carbide Power Semiconductor Market market is studied from 2018 - 2026.

The Silicon Carbide Power Semiconductor Market is growing at a CAGR of 42.41% over the next 5 years.

Asia Pacific is growing at the highest CAGR over 2021- 2026.

Asia Pacific holds highest share in 2021.

Infineon technologies AG, Texas instruments Inc., STMicroelectronics NV, NXP semiconductor, ON Semiconductor Corporation are the major companies operating in Silicon Carbide Power Semiconductor Market.

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