탄화규소 반도체 시장정의/ 개요

탄화규소(SiC) 반도체는 탄화규소를 반도체 재료로 사용하는 전자 장치입니다. SiC 반도체는 표준 실리콘 기반 반도체에 비해 독특한 특징과 장점으로 인해 다양한 응용 분야, 특히 전력 전자 분야에 사용됩니다.

실리콘 탄화물(SiC)은 실리콘(Si)으로 구성된 화합물 반도체입니다. ) 및 탄소(C)는 WBG(와이드 밴드갭) 클래스의 재료에 속합니다. 강력한 물리적 결합으로 인해 반도체에 우수한 기계적, 화학적, 열적 안정성이 제공됩니다. 넓은 밴드갭과 향상된 열 내구성을 갖춘 SiC 장치는 실리콘보다 높은 접합 온도, 심지어 200°C 이상에서도 작동할 수 있습니다.

전력 응용 분야에서 탄화규소의 근본적인 장점은 드리프트 영역 저항이 낮다는 것입니다. 이는 고전압 전력 장치에 매우 중요합니다. 실리콘 카바이드 기반 반도체는 열전도도가 높고 전자 이동도가 높으며 전력 손실이 낮습니다. SiC 다이오드와 트랜지스터는 신뢰성을 유지하면서 고주파수와 온도에서 작동할 수 있습니다.

SiC 반도체는 전력 전자 장치를 혁신하고 보다 지속 가능한 미래에 기여할 수 있는 엄청난 잠재력을 가지고 있습니다. 재료 과학, 통합 기술의 지속적인 개선, 에너지 효율성에 대한 강조 증가는 SiC가 미래 기술의 기본 구성 요소가 될 수 있는 기반을 마련할 것입니다.

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전자, 자동차, 재생 에너지 산업에서 실리콘 카바이드 채택 증가가 어떻게 실리콘 카바이드 반도체 시장의 성장을 가속화하고 있습니까?

채택 증가 전자, 자동차, 재생에너지 산업에서 실리콘 카바이드 반도체가 차지하는 비중은 고온과 전압을 효과적으로 처리하는 덕분입니다. 실리콘 카바이드 반도체는 고전력 애플리케이션에서 더 나은 성능을 발휘합니다. SiC의 넓은 밴드갭 에너지와 낮은 고유 캐리어 농도 덕분에 SiC는 실리콘보다 상당히 높은 온도에서 반도체 동작을 나타낼 수 있습니다. 결과적으로 SiC 반도체 장치는 실리콘 기반 장치에 비해 훨씬 높은 온도에서 효과적으로 작동할 수 있습니다.

비냉각 고온 반도체 전자 장치를 뜨거운 환경에 직접 통합할 수 있는 기능은 자동차, 항공우주와 같은 산업에 상당한 이점을 제공합니다. , 깊은 우물 시추. SiC의 높은 항복 전계와 열 전도성은 높은 접합 온도에서 작동할 수 있는 능력과 결합되어 이론적으로 SiC 장치가 극도로 높은 전력 밀도와 효율성을 달성할 수 있게 해줍니다.

SiC 고전력 솔리드 스테이트 스위치는 잠재력을 가지고 있습니다. 전력 관리 및 제어의 효율성을 크게 향상시킵니다. SiC 전자 장치를 활용하면 공공 전력 시스템이 추가 발전소 없이도 증가하는 소비자 전력 수요를 충족할 수 있습니다. 또한, "스마트" 전력 관리 시스템을 구현하여 전력 품질과 운영 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다.

SiC는 운영 신뢰성을 높이고 유지 관리 비용을 낮추며 연료 효율성을 향상시켜 SiC 항공 산업의 성장을 가속화하고 있습니다. , 전자 산업. 고온, 고전력 SiC 장치의 비냉각식 작동은 항공기 시스템의 획기적인 발전을 가능하게 할 잠재력을 가지고 있습니다. 제트 항공기는 유압 제어 장치와 보조 동력 장치를 혹독한 환경 조건에서도 견딜 수 있는 분산형 스마트 전기 기계 제어 장치로 교체하여 무게를 크게 줄입니다. 이러한 변화로 인해 유지 관리 요구 사항이 낮아지고 배기가스 배출이 줄어들며 연료 효율성이 향상되고 운영 신뢰성이 향상될 수 있습니다.

또한 온실가스 배출과 환경 문제를 줄이기 위한 정부 법률로 인해 전 세계적으로 전기 자동차로의 전환이 가속화되고 있습니다. . SiC 반도체 수요는 더 빠른 충전, 더 넓은 주행 범위, 우수한 전체 성능에 대한 전기 자동차(EV) 업계의 요구에 의해 주도되며, 모두 SiC 기반 전력 전자 장치를 통해 가능합니다. 전기 자동차, 재생 가능 에너지원, 에너지 효율적인 기술의 사용을 장려하기 위해 전 세계 정부와 규제 기관에서는 인센티브와 보조금을 제공하고 있습니다. 이러한 활동은 진입 장벽을 낮추고 수요를 높여 SiC 반도체 산업의 확장에 유리한 분위기를 조성합니다.

SiC의 높은 비용이 탄화규소 반도체 시장의 성장을 어떻게 방해하고 있습니까?< /h3>

SiC 반도체는 실리콘 기반 반도체보다 가격이 더 비싼 경우가 많습니다. SiC 기반 시스템에는 전원 모듈 및 장치와 같은 고가의 구성 요소가 필요하기 때문에 이러한 초기 비용은 일부 사용자, 특히 비용에 민감한 비즈니스의 사용자를 단념시킬 수 있습니다. SiC 웨이퍼 및 장치는 실리콘 기반 대안보다 생산 능력이 낮습니다. 산업 전반에 걸쳐 SiC 반도체에 대한 수요가 증가하면 공급 병목 현상이 발생하여 리드 타임이 길어지고 제품 개발 및 배포에 차질이 생길 수 있습니다. SiC 웨이퍼 및 장치 제조는 실리콘 기반 반도체 제조보다 더 복잡하고 자원 집약적인 프로세스입니다. 이러한 복잡성은 제조 비용을 증가시켜 특히 대규모 생산에서 일관된 제품 품질을 보장하는 데 문제를 일으킬 수 있습니다.

특히 실리콘 기반 기술이 지배하는 산업에서 SiC 기반 구성 요소를 기존 시스템 및 인프라에 통합하면, 호환성 문제가 발생할 수 있습니다. SiC 반도체의 독특한 전기적 및 열적 특성을 처리하려면 추가 엔지니어링 작업과 자금 조달이 자주 필요하며, 이는 채택률을 방해할 수 있습니다. 글로벌 SiC 반도체 산업은 여러 제조업체와 공급업체가 존재하므로 시장 세분화와 치열한 경쟁이 발생합니다. 이러한 경쟁 환경은 특히 강력한 기술적 이점이나 차별화된 기능이 부족한 기업의 경우 가격과 이윤에 압박을 가할 수 있습니다.

SiC 반도체 제조업체는 특히 안전 분야에서 산업 표준 및 규제 제한을 준수하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 자동차 및 항공기와 같은 중요한 애플리케이션. 부담스러운 인증 기준을 충족하면 비용과 리드 타임이 늘어나 SiC 기반 시스템의 시장 경쟁력이 저하될 수 있습니다. 여러 측면에서 실리콘 기반 경쟁사를 능가함에도 불구하고 잠재적 구매자는 SiC 반도체 수명과 장기적인 신뢰성에 대해 계속 우려하고 있습니다. 광범위한 채택을 위해서는 엄격한 테스트 및 검증 절차를 통해 SiC 장치의 신뢰성과 수명에 대한 신뢰를 키워야 합니다.

범주별 통찰력

E- 이동성, 다양한 산업 애플리케이션이 탄화규소 반도체의 SiC 전력 모듈 부문을 주도하고 있습니까?

SiC 전력 모듈 부문은 에너지, e-모빌리티 및 산업 분야의 다양한 애플리케이션으로 인해 탄화규소 반도체 시장을 지배하고 있습니다. 산업 부문. 이러한 모듈은 효율적인 전력 변환 스위치 역할을 하여 전력 효율성을 높이고 운영 비용을 낮춥니다. 또한 실리콘 카바이드 전력 모듈과 쇼트키 배리어 다이오드 및 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)를 결합하면 실리콘 기반 대안보다 스위칭 손실이 크게 감소됩니다. 이러한 이점은 예측 기간 동안 시장의 상당한 성장을 촉진할 가능성이 높습니다.

실리콘 카바이드 전력 모듈의 인기가 높아짐에 따라 기업은 신제품을 출시하여 카테고리 성장을 가속화하고 있습니다. 예를 들어, ON SEMICONDUCTOR CORPORATION(ON Semi)은 전기 자동차의 고전압 DC-DC 변환을 위해 설계된 APM32 전력 모듈 시리즈를 개발하여 해당 부문이 혁신과 확장 추세를 보이고 있음을 보여줍니다. 또한 SiC 전원 모듈은 변환 효율을 향상시켜 Si-IGBT 및 SI-FRD에 비해 스위칭 손실을 크게 줄일 수 있습니다.

SiC 모듈은 더 작고 저렴한 방열판을 허용하여 열 관리를 단순화합니다. 또는 냉각 시스템. 자연 냉각 방법으로 물이나 강제 공냉식을 대체할 수도 있습니다. SiC 모듈의 스위칭 주파수가 증가하면 인덕터 및 커패시터와 같은 수동 부품의 크기를 줄일 수 있습니다. 또한 다수 캐리어 장치를 사용하는 SiC 모듈은 온도 변화에 따른 스위칭 손실 변화가 최소화됩니다. 임계값 전압은 온도가 높아질수록 감소하지만 SiC 전력 모듈은 작동 온도가 높아짐에 따라 Eon은 낮아지고 Eoff는 약간 높아지는 경향이 있습니다.

또한 SiC 모듈은 IGBT 모듈을 더 높은 정격 전류로 대체할 수 있습니다. 무시할 수 있을 정도로 작은 스위칭 손실을 제공하고 높은 전류를 처리하면서 높은 스위칭 속도를 지원합니다. 그러나 모듈이나 그 주변의 배선 인덕턴스로 인해 발생하는 서지 전압(V=-L×dI/dt)이 정격 전압을 초과할 수 있으므로 설계 및 구현 시 신중한 고려가 필요하다는 점에 유의해야 합니다.

어떻게 생산 비용 절감이 실리콘 카바이드 반도체 시장에서 1인치 및 4인치 부문의 성장을 촉진하고 있습니까?

1인치~4인치 부문이 실리콘 시장을 크게 지배하고 있습니다. 초경 반도체 시장은 장치 생산 감소에 기여하는 도구로 인해 발생합니다. CVD(Chemical Vapor Deposition)를 사용하면 SiC 에피 웨이퍼는 표면 결함이 적어 수율이 향상됩니다. 이 크기 범위에는 두께가 350 ± 25 마이크로미터인 N형 및 P형 웨이퍼가 포함됩니다.

P형 기판이 포함된 탄화규소 웨이퍼는 절연 게이트 양극 트랜지스터와 같은 전력 장치 생산에 선호됩니다. . 이에 반해 N형 기판은 전력소자의 전도성을 향상시키기 위해 질소 처리를 한다. 이러한 버전은 우수한 기계적 품질뿐 아니라 현재 장치 생산 절차와의 호환성도 제공합니다.

게다가 1~4인치 탄화규소 웨이퍼의 대량 생산 가능성 덕분에 가격이 저렴하고 산업 응용 분야에서 수요가 증가하고 있습니다. 장비 크기를 줄일 수 있는 능력은 매력을 높여 예측 기간 동안 사용이 증가하도록 포지셔닝합니다.

상용 규모의 탄화규소 웨이퍼 제조 채택 증가가 어떻게 10인치 부문의 성장을 주도하고 있습니까? 탄화규소 반도체 시장은?

상업 규모의 탄화규소 웨이퍼 제조의 출현으로 인해 10인치 부문은 예측 기간 동안 가장 빠르게 성장하는 부문을 경험할 것으로 예상됩니다. 이러한 웨이퍼를 사용하면 전원 공급 장치 및 발광 다이오드와 같은 질화 갈륨(GaN) 장치를 더 쉽게 제조할 수 있습니다.

게다가 실리콘 카바이드 코팅을 사용하면 실리콘이 GaN으로 확산되는 속도가 느려집니다. 실리콘 웨이퍼당 USD 25.0 ~ USD 35.0에 불과합니다. 일반 실리콘에 비해 탄화규소 웨이퍼는 더 높은 비용 효율성과 전력 효율성을 제공하여 예측 기간 동안 해당 부문의 성장을 촉진할 것으로 예상됩니다.

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국가/지역별 통찰력

제조 활동에 대한 투자 증가가 어떻게 아시아 태평양 실리콘 카바이드 반도체 시장의 성장을 촉진하고 있습니까?

아시아 태평양 실리콘 카바이드 반도체 시장을 실질적으로 장악하고 있으며, 이 지역의 주요 업계 플레이어의 존재로 인해 예측 기간 동안 계속 성장할 것으로 예상됩니다. 또한 아시아 태평양 지역의 개발 및 제조 활동에 대한 투자 증가는 시장 성장의 중요한 동인입니다. 이 지역의 자동차 산업의 급속한 발전은 이 지역의 탄화규소 반도체 성장을 촉진하고 있습니다. 이에 따르면 인도는 자동차 산업 규모를 2배인 200만루피(Rs)로 늘리는 것을 목표로 하고 있다. 2024년 말까지 150만 유로에 달합니다. 2000년 4월부터 2022년 9월까지 업계는 총 337억 7천만 달러에 달하는 FDI 유입을 유치했으며, 이는 같은 기간 인도 전체 FDI 유입의 약 5.48%를 차지합니다.

누적 자본 자동차 부문의 FDI 유입은 2000년 4월부터 2023년 9월까지 미화 354억 달러에 달했습니다. 인도는 2030년까지 최대 EV 시장으로 부상할 준비가 되어 있으며, 향후 8~10년 동안 예상 투자 기회가 미화 2,000억 달러를 초과할 것으로 예상됩니다. 이러한 상당한 투자 잠재력은 전기 자동차 부문의 성장과 발전을 촉진하려는 국가의 의지를 강조합니다. 또한, 중국의 자동차 산업은 크게 성장하여 현재 세계 자동차 시장의 주요 국가로 자리매김했습니다. 중국 정부는 자동차 부문, 특히 자동차 부품 제조의 전략적 중요성을 인식하고 이를 국가의 핵심 산업 중 하나로 간주합니다. 이러한 관점은 중국 자동차 산업의 발전과 성장을 촉진하려는 정부의 의지를 강조합니다.

게다가 이 지역은 중요한 전자 허브로서 매년 해외 수출과 가정 소비를 위해 수백만 개의 전자 제품을 생산합니다. 전자 부품 및 장치의 이러한 대규모 제조량은 해당 지역 내 조사 대상 시장의 시장 점유율을 높이는 데 중요합니다. 예를 들어, 중국에 따르면 2023년 1월부터 9월까지 중국의 휴대폰 생산량은 10억 9천만 대에 달해 전년 대비 0.8% 증가했습니다. 구체적으로 9월 한 달간 중국 휴대폰 생산량은 전년 동기 대비 11.8% 급증했다. 또한 아시아 태평양 지역의 다양한 최종 용도 제조업체에서 효율성이 높고 크기가 작고 무게가 가벼운 SiC 반도체에 대한 수요가 증가함에 따라 시장 확장이 촉진됩니다.

이 지역 주요 기업의 존재 방식 예측 기간 동안 북미 실리콘 카바이드 반도체 시장의 성장에 기여합니까?

북미는 예측 기간 동안 실리콘 카바이드 반도체 시장에서 가장 빠르게 성장하는 지역이 될 것으로 예상됩니다. Gene Sic Semiconductor, ON SEMICONDUCTOR CORPORATION(ON Semi) 등 핵심 업체들은 상당한 존재감과 집중력을 갖고 있다. 이들 기업은 대규모 고객 기반을 보유하고 있으며 이는 이 지역 시장 확장의 핵심 동인입니다. 또한 북미 지역의 주요 플레이어 집중으로 인해 전력 전자 제조업체의 새로운 SiC 반도체 장치 채택이 촉진됩니다. 이러한 장치는 향상된 효율성을 제공하여 다양한 응용 분야에서 사용하도록 유도하고 있습니다.

또한 주요 지역 기업은 북미 시장에서 성장을 촉진하기 위한 전략적 노력을 공격적으로 모색하고 있습니다. 이러한 활동에는 혁신과 시장 침투를 가속화하기 위한 R&D 투자, 전략적 협력 또는 역량 확장이 포함될 수 있습니다. 이에 따라 향후 SiC 반도체 시장이 크게 확장되면서 북미 지역이 부상할 것으로 예상됩니다.

경쟁 환경

실리콘 카바이드 반도체 시장은 지속적인 성장과 통합. 기존 플레이어가 지배력을 유지할 것으로 예상되는 반면, 파괴적인 기술을 갖춘 새로운 참가자가 등장할 수 있습니다. 협업과 전략적 파트너십은 발전을 가속화하고 시장 확장을 추진하는 데 핵심적인 역할을 할 것입니다. SiC 비용이 감소하고 성능 이점이 더욱 분명해짐에 따라 SiC는 차세대 전력 전자 장치의 유비쿼터스 구성 요소가 되어 다양한 산업의 미래를 형성할 가능성이 높습니다.

조직에서는 제품 라인을 혁신하는 데 주력하고 있습니다. 다양한 지역의 방대한 인구에게 서비스를 제공합니다. 실리콘 카바이드 반도체 시장에서 활동하는 주요 업체로는 다음과 같습니다

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

실리콘 카바이드 반도체 최신 개발

• 2021년 8월 ON Semiconductor Corporation(on semi)은 GT Advance Technologies Inc와의 인수 계약을 발표했습니다. ., SiC 및 사파이어 소재의 유명한 제조사입니다. 이번 전략적 결정으로 ON Semi의 SiC 공급 역량이 강화되어 SiC 기반 제품에 대한 증가하는 고객 수요를 충족할 수 있을 것으로 예상됩니다.
• Toshiba Electronic Components and Storage Co., Ltd.는 1,000억 엔( 2022년 3월 8억 3900만 달러) 투자를 통해 전력 부품 용량을 강화했습니다.

보고 범위

범주별 실리콘 카바이드 반도체 시장

제품 유형< /h3>

• SiC 전력 장치
• SiC 전력 모듈
• SiC 전력 이산 장치
• SiC 베어 다이 장치

응용 분야

• 자동차
• 항공우주
• 항공우주 및 국방
• 소비자 전자제품
< li>산업용
• 전력 전자 장치

웨이퍼 크기

• 1인치 ~ 4인치
• 6인치
• 8인치
• 위로 10인치

지역

• 북미
• 유럽
• 아시아 태평양
• 남미
• 중동 및amp; 아프리카

시장 조사의 연구 방법론

연구 방법론과 연구 조사의 다른 측면에 대해 더 자세히 알고 싶으시면 아래로 연락주세요. .

이 보고서를 구입한 이유

세분화를 기반으로 한 시장의 정성적 및 정량적 분석 i