Comment l'adoption croissante du carbure de silicium dans les secteurs de l'électronique, de l'automobile et des énergies renouvelables accélère-t-elle la croissance du marché des semi-conducteurs en carbure de silicium ?

L'adoption croissante des semi-conducteurs en carbure de silicium dans les industries de l'électronique, de l'automobile et des énergies renouvelables est dû à leur gestion efficace des températures et des tensions élevées. Les semi-conducteurs en carbure de silicium fonctionnent mieux dans les applications à haute puissance. La large bande interdite et la faible concentration intrinsèque de porteurs du SiC lui permettent de présenter un comportement semi-conducteur à des températures nettement plus élevées que le silicium. Par conséquent, les dispositifs semi-conducteurs SiC peuvent fonctionner efficacement à des températures beaucoup plus élevées que leurs homologues à base de silicium.

La capacité d'intégrer des composants électroniques semi-conducteurs à haute température non refroidis directement dans des environnements chauds offre des avantages significatifs pour des industries telles que l'automobile, l'aérospatiale. et le forage de puits profonds. Le champ de claquage et la conductivité thermique élevés du SiC, combinés à sa capacité à fonctionner à des températures de jonction élevées, permettent théoriquement aux dispositifs SiC d'atteindre des densités de puissance et des rendements extrêmement élevés.

Les commutateurs statiques SiC haute puissance ont le potentiel améliorer considérablement l’efficacité de la gestion et du contrôle de l’énergie électrique. L’exploitation de l’électronique SiC pourrait permettre au système électrique public de répondre à la demande croissante d’électricité des consommateurs sans avoir besoin de centrales de production supplémentaires. En outre, il pourrait améliorer la qualité de l'énergie et la fiabilité opérationnelle en mettant en œuvre des systèmes de gestion de l'énergie « intelligents ».

Le SiC augmente la fiabilité opérationnelle, réduit les coûts de maintenance et améliore l'efficacité énergétique, ce qui accélère la croissance de l'aviation SiC. et l'industrie électronique. Le fonctionnement non refroidi de dispositifs SiC haute température et haute puissance a le potentiel de permettre des avancées révolutionnaires dans les systèmes aéronautiques. Les avions à réaction économisent beaucoup de poids en remplaçant les commandes hydrauliques et les groupes auxiliaires de puissance par des commandes électromécaniques intelligentes distribuées qui peuvent survivre à des conditions environnementales difficiles. Ce changement pourrait entraîner une diminution des besoins d'entretien, une diminution des émissions, un meilleur rendement énergétique et une fiabilité opérationnelle accrue.

De plus, les lois gouvernementales visant à réduire les émissions de gaz à effet de serre et les préoccupations environnementales sont à l'origine de la transition mondiale vers les automobiles électriques. . La demande de semi-conducteurs SiC est motivée par le besoin de l'industrie des véhicules électriques (VE) d'une charge plus rapide, d'une plus grande autonomie et de performances globales supérieures, le tout rendu possible par l'électronique de puissance basée sur SiC. Pour encourager l'utilisation de véhicules électriques, de sources d'énergie renouvelables et de technologies économes en énergie, les gouvernements et les organismes de réglementation du monde entier offrent des incitations et des subventions. Ces activités réduisent les barrières à l'entrée et stimulent la demande, ce qui favorise une atmosphère propice à l'expansion de l'industrie des semi-conducteurs SiC.

Comment le coût élevé du SiC entrave-t-il la croissance du marché des semi-conducteurs en carbure de silicium ?< /h3>

Les semi-conducteurs SiC sont souvent plus chers que leurs cousins à base de silicium. Cette dépense initiale peut dissuader certains utilisateurs, en particulier ceux des entreprises sensibles aux coûts, car les systèmes basés sur SiC nécessitent des composants coûteux tels que des modules et des appareils d'alimentation. Les plaquettes et dispositifs SiC ont une capacité de production inférieure à celle des alternatives à base de silicium. La demande accrue de semi-conducteurs SiC dans tous les secteurs peut entraîner des goulots d'étranglement dans l'approvisionnement, entraînant des délais de livraison plus longs et éventuellement des revers dans le développement et le déploiement de produits. La fabrication de plaquettes et de dispositifs SiC est un processus plus complexe et plus gourmand en ressources que la fabrication de semi-conducteurs à base de silicium. Cette complexité peut augmenter les coûts de fabrication, entraînant des problèmes pour garantir une qualité constante des produits, en particulier dans la production à grande échelle.

L'intégration de composants basés sur SiC dans les systèmes et infrastructures existants, en particulier dans les industries dominées par les technologies basées sur le silicium, peut poser des problèmes de compatibilité. Des travaux d'ingénierie et des financements supplémentaires sont souvent nécessaires pour gérer les propriétés électriques et thermiques particulières des semi-conducteurs SiC, ce qui peut entraver les taux d'adoption. L’industrie mondiale des semi-conducteurs SiC est marquée par l’existence de plusieurs fabricants et fournisseurs, ce qui entraîne une fragmentation du marché et une concurrence féroce. Ce paysage concurrentiel peut exercer une pression sur les prix et les marges bénéficiaires, en particulier pour les entreprises qui manquent d'avantages technologiques importants ou de caractéristiques distinctives.

Les fabricants de semi-conducteurs SiC peuvent avoir des difficultés à se conformer aux normes industrielles et aux restrictions réglementaires, notamment en matière de sécurité. applications critiques telles que l’automobile et l’aéronautique. Le respect de critères de certification onéreux peut entraîner des coûts et des délais de livraison plus élevés, réduisant ainsi la compétitivité des systèmes basés sur SiC sur le marché. Bien qu’ils dépassent leurs concurrents basés sur le silicium à bien des égards, les acheteurs potentiels continuent de s’inquiéter de la durée de vie et de la fiabilité à long terme des semi-conducteurs SiC. Pour parvenir à une adoption généralisée, il faut développer la confiance dans la fiabilité et la longévité des dispositifs SiC grâce à des procédures de test et de validation rigoureuses.

Aperçus des catégories

Comment l'E- mobilité, diverses applications industrielles stimulent le segment des modules de puissance SiC dans le secteur des semi-conducteurs en carbure de silicium ?

Le segment des modules de puissance SiC domine le marché des semi-conducteurs en carbure de silicium, en raison de leurs diverses applications dans l'énergie, la mobilité électronique et secteurs industriels. Ces modules fonctionnent comme des commutateurs de conversion de puissance efficaces, augmentant l'efficacité énergétique et réduisant les coûts d'exploitation. En outre, la combinaison de modules de puissance en carbure de silicium avec des diodes à barrière Schottky et des transistors à effet de champ métal-oxyde-semiconducteur (MOSFET) entraîne des pertes de commutation considérablement réduites par rapport aux alternatives à base de silicium. Cet avantage est susceptible d'alimenter une croissance significative du marché au cours de la période de projection.

La popularité croissante des modules de puissance en carbure de silicium pousse également les entreprises à lancer de nouveaux produits, accélérant ainsi la croissance de la catégorie. Par exemple, ON SEMICONDUCTOR CORPORATION (ON Semi) a développé la série de modules d'alimentation APM32 conçue pour la conversion DC-DC haute tension dans les véhicules électriques, illustrant la tendance du segment à l'innovation et à l'expansion. De plus, les modules de puissance SiC améliorent l'efficacité de conversion et permettent une diminution significative des pertes de commutation par rapport au Si-IGBT et au SI-FRD.

Les modules SiC simplifient la gestion thermique en permettant des dissipateurs thermiques plus petits et moins coûteux. ou des systèmes de refroidissement. Ils peuvent même remplacer le refroidissement par eau ou par air pulsé par des méthodes de refroidissement naturelles. La fréquence de commutation accrue des modules SiC permet de réduire la taille des composants passifs tels que les inductances et les condensateurs. De plus, les modules SiC utilisant des dispositifs à porteurs majoritaires présentent des changements minimes dans les pertes de commutation avec les variations de température. Bien que la tension de seuil diminue à des températures plus élevées, les modules de puissance SiC ont tendance à avoir un Eon plus faible et un Eoff légèrement plus élevé à mesure que la température de fonctionnement augmente.

De plus, les modules SiC peuvent remplacer les modules IGBT avec des courants nominaux plus élevés, car ils offrent des pertes de commutation négligeables et prennent en charge des vitesses de commutation élevées tout en gérant des courants élevés. Cependant, il est important de noter que la surtension (V=-L×dI/dt) générée en raison de l'inductance du fil dans le module ou à sa périphérie peut dépasser la tension nominale, ce qui nécessite une attention particulière lors de la conception et de la mise en œuvre.

Comment la réduction des coûts de production accélère la croissance des segments de 1 à 4 pouces sur le marché des semi-conducteurs en carbure de silicium ?

Le segment de 1 à 4 pouces domine de manière significative dans le secteur du silicium. Marché des semi-conducteurs en carbure, grâce à l’outil contribuant à la réduction de la production d’appareils. En utilisant le dépôt chimique en phase vapeur (CVD), les plaquettes SiC épi présentent moins de défauts de surface, ce qui entraîne une amélioration du rendement. Cette gamme de tailles comprend des tranches de type N et de type P d'une épaisseur de 350 ± 25 micromètres.

Les tranches de carbure de silicium avec des substrats de type P sont préférées pour la production de dispositifs de puissance tels que les transistors bipolaires à grille isolée. . En revanche, les substrats de type N sont traités à l’azote pour améliorer la conductivité des dispositifs électriques. Ces versions offrent non seulement des qualités mécaniques supérieures, mais également une compatibilité avec les procédures de production d'appareils actuelles.

En outre, la viabilité de la production en série de tranches de carbure de silicium de 1 à 4 pouces les rend abordables, les applications industrielles stimulant la demande. Leur capacité à réduire la taille des équipements renforce leur attrait, les positionnant pour une utilisation accrue au cours de la période prévue.

Comment l'adoption croissante de la fabrication de plaquettes de carbure de silicium à l'échelle commerciale stimule la croissance du segment des 10 pouces en le marché des semi-conducteurs en carbure de silicium ?

Le segment de 10 pouces devrait connaître la croissance la plus rapide au cours de la période de prévision, en raison de l'émergence de la fabrication de plaquettes de carbure de silicium à l'échelle commerciale. Ces plaquettes facilitent la fabrication de dispositifs en nitrure de gallium (GaN), tels que les alimentations électriques et les diodes électroluminescentes.

De plus, l'utilisation d'un revêtement en carbure de silicium ralentit la diffusion du silicium dans le GaN, au prix de seulement 25,0 à 35,0 USD par plaquette de silicium. Par rapport au silicium ordinaire, les plaquettes de carbure de silicium devraient offrir une plus grande rentabilité et une plus grande efficacité énergétique, propulsant la croissance du segment au cours de la période de prévision.

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Perspectives par pays/région

Comment l'investissement croissant dans les activités manufacturières stimule-t-il la croissance du marché des semi-conducteurs en carbure de silicium en Asie-Pacifique ?

Asie-Pacifique domine largement le marché des semi-conducteurs en carbure de silicium et devrait poursuivre sa croissance au cours de la période de prévision, en raison de la présence d’acteurs majeurs de l’industrie dans la région. En outre, les investissements croissants dans les activités de développement et de fabrication dans la région Asie-Pacifique sont d’importants moteurs de croissance du marché. Le développement rapide de l’industrie automobile dans la région alimente la croissance des semi-conducteurs en carbure de silicium dans la région. Selon l'Inde, l'objectif est de doubler la taille de son industrie automobile pour la porter à Rs. 15 millions de lakh d'ici la fin de 2024. D'avril 2000 à septembre 2022, l'industrie a attiré des flux d'IDE totalisant 33,77 milliards de dollars, représentant environ 5,48 % des flux totaux d'IDE de l'Inde au cours de la même période.

Les capitaux propres cumulés Les flux d’IDE dans le secteur automobile ont atteint 35,40 milliards de dollars entre avril 2000 et septembre 2023. L’Inde est sur le point de devenir le plus grand marché de véhicules électriques d’ici 2030, avec une opportunité d’investissement estimée à plus de 200 milliards de dollars au cours des 8 à 10 prochaines années. Ce potentiel d'investissement important souligne l'engagement du pays à favoriser la croissance et le développement du secteur des véhicules électriques. En outre, l'industrie automobile chinoise s'est considérablement développée et le pays est désormais un acteur majeur sur le marché automobile mondial. Le gouvernement chinois reconnaît l'importance stratégique du secteur automobile, en particulier de la fabrication de pièces automobiles, et le considère comme l'un des piliers de l'industrie du pays. Ce point de vue souligne l'engagement du gouvernement à promouvoir le développement et la croissance de l'industrie automobile chinoise.

En outre, la région est une plaque tournante importante de l'électronique, générant chaque année des millions de produits électroniques destinés à l'exportation internationale et à la consommation intérieure. Ce volume important de fabrication de composants et d’appareils électroniques est essentiel pour augmenter la part de marché du marché examiné dans la région. Par exemple, selon le gouvernement chinois, en 2023, la production chinoise de téléphones mobiles a atteint 1,09 milliard d'unités de janvier à septembre, soit une augmentation de 0,8 % sur un an. Plus précisément, rien qu'en septembre, la production de téléphones mobiles en Chine a bondi de 11,8 pour cent par rapport à l'année précédente. En outre, la demande croissante de semi-conducteurs SiC plus efficaces, plus petits et plus légers de la part de divers fabricants d'utilisation finale dans la région Asie-Pacifique stimule l'expansion du marché.

Comment est la présence des principaux acteurs dans la région Contribuer à la croissance du marché nord-américain des semi-conducteurs en carbure de silicium au cours de la période de prévision ?

L'Amérique du Nord devrait être la région connaissant la croissance la plus rapide au cours de la période de prévision sur le marché des semi-conducteurs en carbure de silicium. Des acteurs clés tels que Gene Sic Semiconductor et ON SEMICONDUCTOR CORPORATION (ON Semi) ont une présence et une concentration substantielles. Ces entreprises disposent d’une large clientèle, qui constitue un moteur clé de l’expansion du marché dans la région. De plus, la concentration d’acteurs majeurs en Amérique du Nord favorise l’adoption de nouveaux dispositifs semi-conducteurs SiC par les fabricants d’électronique de puissance. Ces appareils offrent une efficacité accrue, ce qui conduit à une évolution vers leur utilisation dans une variété d'applications.

En outre, des entreprises régionales clés explorent activement des efforts stratégiques pour stimuler la croissance sur le marché nord-américain. Ces activités peuvent impliquer des investissements en R&D, des collaborations stratégiques ou une croissance des capacités, le tout pour accélérer l’innovation et la pénétration du marché. En conséquence, l'Amérique du Nord devrait émerger, car dans les années à venir, le marché des semi-conducteurs SiC connaîtra une expansion significative.

Paysage concurrentiel

Le marché des semi-conducteurs en carbure de silicium devrait connaître une expansion significative. poursuite de la croissance et de la consolidation. Les acteurs établis devraient maintenir leur domination, tandis que de nouveaux entrants dotés de technologies de rupture pourraient émerger. La collaboration et les partenariats stratégiques joueront un rôle clé dans l’accélération des progrès et l’expansion du marché. À mesure que les coûts du SiC diminuent et que ses avantages en termes de performances deviennent plus évidents, il deviendra probablement un composant omniprésent dans l'électronique de puissance de nouvelle génération, façonnant l'avenir de diverses industries.

Les organisations se concentrent sur l'innovation de leur gamme de produits pour servir la vaste population dans diverses régions. Certains des principaux acteurs opérant sur le marché des semi-conducteurs en carbure de silicium incluent 

• Wolfspeed
• Infineon Technologies
• ROHM Semiconductor
• ON Semiconductor
• STMicroelectronics
• Mitsubishi Electric
• GeneSiC Semiconductor
• TT Electronics
• Vishay Intertechnology

Derniers développements en matière de semi-conducteurs en carbure de silicium 

• En août 2021, ON Semiconductor Corporation (sur les semi-conducteurs) a annoncé un accord d'acquisition avec GT Advance Technologies Inc. ., un fabricant bien connu de matériaux SiC et saphir. Cette décision stratégique devrait renforcer les capacités d'approvisionnement en SiC d'ON Semi, permettant à l'entreprise de répondre à la demande croissante des clients pour des produits à base de SiC.
• Toshiba Electronic Components and Storage Co., Ltd. a annoncé un investissement de 100 milliards JPY ( 839 millions de dollars) en mars 2022 pour améliorer sa capacité de composants électriques.

Périmètre du rapport

Marché des semi-conducteurs en carbure de silicium, par catégorie

Type de produit < /h3>

• Dispositifs de puissance SiC
• Modules de puissance SiC
• Dispositifs discrets de puissance SiC
• Dispositifs à matrice nue SiC

Application 

• Automobile
• Aérospatiale
• Aérospatiale et défense
• Électronique grand public
< li>Industriel
• Électronique de puissance

Taille de la plaquette 

• 1 pouce à 4 pouces
• 6 pouces
• 8 pouces
• 10 pouces au-dessus

Région 

• Amérique du Nord
• Europe
• Asie-Pacifique
• Amérique du Sud
• Moyen-Orient etamp; Afrique

Méthodologie de recherche de l'étude de marché 

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