In che modo la crescente adozione del carburo di silicio nei settori dell'elettronica, dell'automotive e delle energie rinnovabili sta accelerando la crescita del mercato dei semiconduttori al carburo di silicio?

La crescente adozione dei semiconduttori in carburo di silicio nei settori elettronico, automobilistico e delle energie rinnovabili è grazie alla loro efficace gestione delle alte temperature e tensioni. I semiconduttori al carburo di silicio offrono prestazioni migliori nelle applicazioni ad alta potenza. L'ampia energia di banda proibita e la bassa concentrazione di portatori intrinseci del SiC gli consentono di mostrare un comportamento da semiconduttore a temperature significativamente più elevate rispetto al silicio. Di conseguenza, i dispositivi a semiconduttore SiC possono funzionare efficacemente a temperature molto elevate rispetto alle controparti a base di silicio.

La capacità di integrare l'elettronica a semiconduttore ad alta temperatura non raffreddata direttamente in ambienti caldi offre vantaggi significativi per settori come quello automobilistico, aerospaziale e perforazione di pozzi profondi. L'elevato campo di rottura e la conduttività termica del SiC, combinati con la sua capacità di funzionare a temperature di giunzione elevate, consentono teoricamente ai dispositivi SiC di raggiungere densità di potenza ed efficienze estremamente elevate.

Gli interruttori a stato solido ad alta potenza SiC hanno il potenziale migliorare significativamente l’efficienza nella gestione e nel controllo dell’energia elettrica. Sfruttare l’elettronica SiC potrebbe consentire al sistema energetico pubblico di soddisfare la crescente domanda di elettricità dei consumatori senza la necessità di ulteriori impianti di generazione. Inoltre, potrebbe migliorare la qualità dell'energia e l'affidabilità operativa implementando sistemi di gestione dell'energia "intelligenti".

Il SiC aumenta l'affidabilità operativa, riduce i costi di manutenzione e migliora l'efficienza del carburante, il che sta accelerando la crescita del SiC nel settore dell'aviazione. e l'industria elettronica. Il funzionamento non raffreddato di dispositivi SiC ad alta temperatura e alta potenza ha il potenziale per consentire progressi rivoluzionari nei sistemi aeronautici. Gli aerei a reazione risparmiano notevolmente sul peso sostituendo i controlli idraulici e le unità di potenza ausiliarie con controlli elettromeccanici intelligenti distribuiti in grado di sopravvivere a condizioni ambientali difficili. Questo cambiamento potrebbe comportare minori requisiti di manutenzione, minori emissioni, migliore efficienza del carburante e maggiore affidabilità operativa.

Inoltre, le leggi governative intese a ridurre le emissioni di gas serra e le preoccupazioni ambientali stanno guidando il passaggio globale verso le automobili elettriche . La domanda di semiconduttori SiC è guidata dalla necessità del settore dei veicoli elettrici (EV) di ricarica più rapida, maggiore autonomia e prestazioni complessive superiori, il tutto reso possibile dall’elettronica di potenza basata su SiC. Per incoraggiare l’uso di veicoli elettrici, fonti di energia rinnovabile e tecnologie ad alta efficienza energetica, i governi e gli organismi di regolamentazione di tutto il mondo stanno fornendo incentivi e sussidi. Queste attività riducono le barriere all'ingresso e stimolano la domanda, favorendo un'atmosfera favorevole all'espansione del settore dei semiconduttori SiC.

In che modo l'elevato costo del SiC sta ostacolando la crescita del mercato dei semiconduttori al carburo di silicio?< /h3>

I semiconduttori SiC sono spesso più costosi dei loro cugini a base di silicio. Questo esborso iniziale potrebbe scoraggiare alcuni utenti, in particolare quelli di aziende sensibili ai costi perché i sistemi basati su SiC necessitano di componenti costosi come moduli e dispositivi di potenza. I wafer e i dispositivi SiC hanno una capacità produttiva inferiore rispetto alle alternative basate sul silicio. L’aumento della domanda di semiconduttori SiC in tutti i settori può causare colli di bottiglia nell’offerta, con conseguenti tempi di consegna più lunghi e possibili battute d’arresto nello sviluppo e nell’implementazione del prodotto. La produzione di wafer e dispositivi SiC è un processo più complesso e dispendioso in termini di risorse rispetto alla produzione di semiconduttori a base di silicio. Questa complessità può aumentare i costi di produzione, causando problemi nel garantire una qualità costante del prodotto, soprattutto nella produzione su larga scala.

L'integrazione di componenti basati su SiC in sistemi e infrastrutture esistenti, in particolare nei settori dominati da tecnologie basate sul silicio, potrebbe causare problemi di compatibilità. Sono spesso necessari ulteriori lavori di ingegneria e finanziamenti per gestire le peculiari proprietà elettriche e termiche dei semiconduttori SiC, che potrebbero ostacolare i tassi di adozione. L’industria globale dei semiconduttori SiC è caratterizzata dall’esistenza di numerosi produttori e fornitori, con conseguente frammentazione del mercato e feroce concorrenza. Questo panorama competitivo può esercitare pressione sui prezzi e sui margini di profitto, soprattutto per le aziende che non dispongono di forti vantaggi tecnologici o caratteristiche distintive.

I produttori di semiconduttori SiC potrebbero incontrare difficoltà nel conformarsi agli standard di settore e alle restrizioni normative, soprattutto in materia di sicurezza. applicazioni critiche come quelle automobilistiche e aeronautiche. Il rispetto di criteri di certificazione onerosi può comportare maggiori costi e tempi di consegna, riducendo la competitività sul mercato dei sistemi basati su SiC. Nonostante sotto molti aspetti superino i rivali basati sul silicio, i potenziali acquirenti continuano a essere preoccupati per la durata e l’affidabilità a lungo termine dei semiconduttori SiC. Per raggiungere un'adozione diffusa è necessario sviluppare fiducia nell'affidabilità e nella longevità dei dispositivi SiC attraverso rigorose procedure di test e convalida.

Acumens saggi di categoria

Come l'E- mobilità, diverse applicazioni industriali stanno guidando il segmento dei moduli di potenza SiC nel settore dei semiconduttori al carburo di silicio?

Il segmento dei moduli di potenza SiC domina il mercato dei semiconduttori al carburo di silicio, grazie alle loro diverse applicazioni nei settori dell'energia, mobilità elettrica e settori industriali. Questi moduli funzionano come efficienti interruttori di conversione della potenza, aumentando l'efficienza energetica e riducendo i costi operativi. Inoltre, la combinazione di moduli di potenza in carburo di silicio con diodi a barriera Schottky e transistor a effetto di campo a semiconduttore a ossido di metallo (MOSFET) determina perdite di commutazione molto ridotte rispetto alle alternative a base di silicio. È probabile che questo vantaggio alimenti una crescita significativa del mercato durante il periodo di proiezione.

La crescente popolarità dei moduli di potenza in carburo di silicio sta inoltre spingendo le aziende a lanciare nuovi prodotti, accelerando la crescita della categoria. Ad esempio, ON SEMICONDUCTOR CORPORATION (ON Semi) ha sviluppato la serie di moduli di potenza APM32 progettati per la conversione CC-CC ad alta tensione nei veicoli elettrici, esemplificando la tendenza del segmento verso l'innovazione e l'espansione. Inoltre, i moduli di potenza SiC migliorano l'efficienza di conversione e consentono una riduzione significativa delle perdite di commutazione rispetto a Si-IGBT e SI-FRD.

I moduli SiC semplificano la gestione termica consentendo dissipatori di calore più piccoli e meno costosi o sistemi di raffreddamento. Possono persino sostituire il raffreddamento ad acqua o ad aria forzata con metodi di raffreddamento naturali. La maggiore frequenza di commutazione dei moduli SiC consente il ridimensionamento dei componenti passivi come induttori e condensatori. Inoltre, i moduli SiC che utilizzano dispositivi a portante maggioritaria mostrano variazioni minime nelle perdite di commutazione con variazioni di temperatura. Sebbene la tensione di soglia diminuisca a temperature più elevate, i moduli di potenza SiC tendono ad avere un Eon inferiore e un Eoff leggermente superiore all'aumentare della temperatura operativa.

Inoltre, i moduli SiC possono sostituire i moduli IGBT con correnti nominali più elevate, poiché offrono perdite di commutazione trascurabili e supportano velocità di commutazione elevate gestendo correnti elevate. Tuttavia, è importante notare che la sovratensione (V=-L×dI/dt) generata a causa dell'induttanza del filo nel modulo o nella sua periferia può superare la tensione nominale, richiedendo un'attenta considerazione durante la progettazione e l'implementazione.

In che modo la riduzione dei costi di produzione sta incrementando la crescita del segmento da 1 pollice e 4 pollici nel mercato dei semiconduttori al carburo di silicio?

Il segmento da 1 pollice a 4 pollici è significativamente dominante nel mercato dei semiconduttori al carburo di silicio Mercato dei semiconduttori in carburo, grazie allo strumento che contribuisce alla riduzione della produzione di dispositivi. Utilizzando la deposizione chimica in fase vapore (CVD), i wafer epi SiC presentano meno difetti superficiali, con conseguente miglioramento della resa. Questa gamma di dimensioni comprende wafer di tipo N e di tipo P con uno spessore di 350 ± 25 micrometri.

I wafer in carburo di silicio con substrati di tipo P sono preferiti per la produzione di dispositivi di potenza come i transistor bipolari a gate isolato. . Al contrario, i substrati di tipo N vengono trattati con azoto per migliorare la conduttività nei dispositivi di potenza. Queste versioni forniscono non solo qualità meccaniche superiori ma anche compatibilità con le attuali procedure di produzione dei dispositivi.

Inoltre, la fattibilità della produzione di massa di wafer in carburo di silicio da 1 a 4 pollici li rende convenienti, con applicazioni industriali che guidano la domanda. La loro capacità di ridurre le dimensioni delle apparecchiature ne aumenta l'attrattiva, posizionandole per un maggiore utilizzo nel periodo previsto.

Come la crescente adozione della fabbricazione di wafer in carburo di silicio su scala commerciale sta guidando la crescita del segmento da 10 pollici in il mercato dei semiconduttori al carburo di silicio?

Si prevede che il segmento da 10 pollici registrerà la crescita più rapida durante il periodo di previsione, a causa dell'emergere della fabbricazione di wafer di carburo di silicio su scala commerciale. Questi wafer semplificano la produzione di dispositivi al nitruro di gallio (GaN), come alimentatori e diodi emettitori di luce.

Inoltre, l'uso del rivestimento in carburo di silicio rallenta la diffusione del silicio nel GaN, a un costo di solo da 25,0 a 35,0 USD per wafer di silicio. Rispetto al silicio ordinario, si prevede che i wafer in carburo di silicio forniranno una maggiore convenienza ed efficienza energetica, stimolando la crescita del segmento durante il periodo di previsione.

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Acume a livello di paese/regione

In che modo i crescenti investimenti nelle attività manifatturiere stanno accelerando la crescita del mercato dei semiconduttori al carburo di silicio nell'Asia Pacifico?

Asia Pacifico sta sostanzialmente dominando il mercato dei semiconduttori al carburo di silicio e si prevede che continuerà la sua crescita durante il periodo di previsione, grazie alla presenza dei principali attori del settore nella regione. Inoltre, i crescenti investimenti nelle attività di sviluppo e produzione in tutta l’Asia del Pacifico sono importanti motori di crescita del mercato. Il rapido sviluppo dell’industria automobilistica in tutta la regione sta alimentando la crescita dei semiconduttori al carburo di silicio nella regione. Secondo l'India mira a raddoppiare le dimensioni della sua industria automobilistica a Rs. 15 lakh crore entro la fine del 2024. Da aprile 2000 a settembre 2022, il settore ha attirato afflussi di IDE per un totale di 33,77 miliardi di dollari, pari a circa il 5,48% degli afflussi totali di IDE dell'India durante lo stesso periodo.

Il patrimonio netto cumulativo L’afflusso di investimenti diretti esteri nel settore automobilistico ha raggiunto i 35,40 miliardi di dollari tra aprile 2000 e settembre 2023. L’India è pronta a emergere come il più grande mercato di veicoli elettrici entro il 2030, con un’opportunità di investimento stimata superiore a 200 miliardi di dollari nei prossimi 8-10 anni. Questo significativo potenziale di investimento sottolinea l’impegno del Paese nel promuovere la crescita e lo sviluppo del settore dei veicoli elettrici. Inoltre, l'industria automobilistica cinese è cresciuta in modo significativo e il paese è ora uno dei principali attori nel mercato automobilistico globale. Il governo cinese riconosce l'importanza strategica del settore automobilistico, in particolare della produzione di componenti per auto, e lo considera uno dei settori portanti del Paese. Questo punto di vista sottolinea l'impegno del governo nel promuovere lo sviluppo e la crescita dell'industria automobilistica cinese.

Inoltre, la regione è un importante polo dell'elettronica, che genera milioni di beni elettronici ogni anno sia per l'esportazione internazionale che per il consumo interno. Questo grande volume di produzione di componenti e dispositivi elettronici è fondamentale per aumentare la quota di mercato del mercato esaminato all’interno della regione. Ad esempio, secondo la Cina, nel 2023 la produzione cinese di telefoni cellulari ha raggiunto 1,09 miliardi di unità da gennaio a settembre, segnando un aumento dello 0,8% su base annua. Nello specifico, solo nel mese di settembre la produzione cinese di telefoni cellulari è aumentata dell'11,8% rispetto all'anno precedente. Inoltre, la crescente domanda di semiconduttori SiC con efficienza maggiore, dimensioni più piccole e peso più leggero da parte di vari produttori finali nella regione dell'Asia del Pacifico guida l'espansione del mercato.

Come è la presenza dei principali attori nella regione Contribuire alla crescita del mercato dei semiconduttori al carburo di silicio del Nord America durante il periodo di previsione?

Si prevede che il Nord America sarà la regione in più rapida crescita durante il periodo di previsione nel mercato dei semiconduttori al carburo di silicio. Attori chiave come Gene Sic Semiconductor e ON SEMICONDUCTOR CORPORATION (ON Semi) hanno una presenza e una concentrazione sostanziali. Queste imprese hanno un’ampia base di clienti, che sono i principali motori dell’espansione del mercato nella regione. Inoltre, la concentrazione dei principali attori nel Nord America promuove l’adozione di nuovi dispositivi a semiconduttore SiC da parte dei produttori di elettronica di potenza. Questi dispositivi garantiscono una maggiore efficienza, portando a un passaggio al loro utilizzo in una varietà di applicazioni.

Inoltre, le principali aziende regionali stanno esplorando in modo aggressivo sforzi strategici per stimolare la crescita nel mercato nordamericano. Queste attività possono comportare investimenti in ricerca e sviluppo, collaborazioni strategiche o crescita della capacità, il tutto per accelerare l’innovazione e la penetrazione del mercato. Di conseguenza, si prevede che il Nord America emergerà poiché negli anni futuri il mercato dei semiconduttori SiC vedrà un'espansione significativa.

Paesaggio competitivo

È probabile che il mercato dei semiconduttori al carburo di silicio sia testimone continua crescita e consolidamento. Si prevede che gli attori consolidati manterranno la loro posizione dominante, mentre potrebbero emergere nuovi operatori con tecnologie dirompenti. La collaborazione e le partnership strategiche svolgeranno un ruolo chiave nell’accelerare i progressi e nel guidare l’espansione del mercato. Man mano che i costi del SiC diminuiscono e i suoi vantaggi in termini di prestazioni diventano più evidenti, diventerà probabilmente un componente onnipresente nell'elettronica di potenza di prossima generazione, plasmando il futuro di vari settori.

Le organizzazioni si stanno concentrando sull'innovazione della loro linea di prodotti per servire la vasta popolazione in diverse regioni. Alcuni dei principali attori che operano nel mercato dei semiconduttori al carburo di silicio includono

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

Ultimi sviluppi dei semiconduttori al carburo di silicio

• Nell'agosto 2021, ON Semiconductor Corporation (sui semi) ha annunciato un accordo di acquisizione con GT Advance Technologies Inc ., un noto produttore di materiali SiC e zaffiro. Si prevede che questa decisione strategica rafforzerà le capacità di fornitura di SiC di ON Semi, consentendo all'azienda di soddisfare la crescente domanda dei clienti per prodotti basati su SiC.
• Toshiba Electronic Components and Storage Co., Ltd. ha annunciato un investimento di 100 miliardi di JPY ( investimento di 839 milioni di dollari) nel marzo 2022 per migliorare la capacità dei componenti di potenza.

Ambito del rapporto

Mercato dei semiconduttori al carburo di silicio, per categoria

Tipo di prodotto< /h3>

• Dispositivi di potenza SiC
• Moduli di potenza SiC
• Dispositivi discreti di potenza SiC
• Dispositivi bare die SiC

Applicazione

• Automotive
• Aerospaziale
• Aerospaziale e difesa
• Elettronica di consumo
< li>Industriale
• Elettronica di potenza

Dimensioni wafer

• da 1 pollice a 4 pollici
• 6 pollici
• 8 pollici
• 10 pollici sopra

Regione

• Nord America
• Europa
• Asia-Pacifico
• Sudamerica
• Medio Oriente e Stati Uniti. Africa

Metodologia di ricerca della ricerca di mercato

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