Como a crescente adoção do carboneto de silício nas indústrias eletrônica, automotiva e de energia renovável está acelerando o crescimento do mercado de semicondutores de carboneto de silício?

A crescente adoção A utilização de semicondutores de carboneto de silício nas indústrias eletrônica, automotiva e de energia renovável se deve ao seu manuseio eficaz de altas temperaturas e tensões. Os semicondutores de carboneto de silício têm melhor desempenho em aplicações de alta potência. A ampla energia do bandgap e a baixa concentração de portadores intrínsecos do SiC permitem que ele exiba comportamento de semicondutor em temperaturas significativamente mais altas que o silício. Consequentemente, os dispositivos semicondutores de SiC podem funcionar de forma eficaz em temperaturas muito elevadas em comparação com seus equivalentes baseados em silício.

A capacidade de integrar componentes eletrônicos semicondutores de alta temperatura não resfriados diretamente em ambientes quentes oferece vantagens significativas para indústrias como automotiva, aeroespacial. e perfuração de poços profundos. O alto campo de ruptura e a condutividade térmica do SiC, combinados com sua capacidade de operar em altas temperaturas de junção, teoricamente permitem que os dispositivos de SiC alcancem densidades de potência e eficiências extremamente altas.

Os switches de estado sólido de alta potência do SiC têm potencial melhorar significativamente a eficiência no gerenciamento e controle de energia elétrica. O aproveitamento da electrónica SiC poderia permitir que o sistema de energia público satisfizesse o aumento da procura de electricidade dos consumidores sem a necessidade de centrais de produção adicionais. Além disso, poderia melhorar a qualidade da energia e a confiabilidade operacional através da implementação de sistemas de gerenciamento de energia “inteligentes”.

O SiC aumenta a confiabilidade operacional, reduz os custos de manutenção e melhora a eficiência do combustível, o que está aumentando o crescimento da aviação SiC. e indústria eletrônica. A operação não refrigerada de dispositivos SiC de alta temperatura e alta potência tem o potencial de permitir avanços revolucionários em sistemas de aeronaves. As aeronaves a jato economizam peso significativo ao substituir os controles hidráulicos e as unidades de energia auxiliares por controles eletromecânicos inteligentes distribuídos que podem sobreviver a condições ambientais adversas. Esta mudança pode resultar em menores requisitos de manutenção, menos emissões, melhor eficiência de combustível e maior confiabilidade operacional.

Além disso, as leis governamentais destinadas a reduzir as emissões de gases de efeito estufa e as preocupações ambientais estão impulsionando a mudança global em direção aos automóveis elétricos. . A demanda por semicondutores de SiC é impulsionada pela necessidade da indústria de veículos elétricos (EV) de carregamento mais rápido, maior autonomia e desempenho geral superior, tudo isso possibilitado pela eletrônica de potência baseada em SiC. Para incentivar a utilização de veículos eléctricos, fontes de energia renováveis e tecnologias energeticamente eficientes, governos e organizações reguladoras em todo o mundo estão a fornecer incentivos e subsídios. Essas atividades reduzem as barreiras de entrada e aumentam a demanda, o que promove uma atmosfera propícia à expansão da indústria de semicondutores de SiC.

Como o alto custo do SiC está prejudicando o crescimento do mercado de semicondutores de carboneto de silício?< /h3>

Os semicondutores de SiC costumam ser mais caros que seus primos baseados em silício. Este desembolso inicial pode dissuadir alguns usuários, especialmente aqueles em empresas sensíveis aos custos, porque os sistemas baseados em SiC necessitam de componentes caros, como módulos de energia e dispositivos. Os wafers e dispositivos de SiC têm menor capacidade de produção do que as alternativas baseadas em silício. O aumento da procura de semicondutores SiC em todas as indústrias pode causar estrangulamentos no fornecimento, resultando em prazos de entrega mais longos e possivelmente contratempos no desenvolvimento e implementação de produtos. A fabricação de wafers e dispositivos de SiC é um processo mais complexo e que consome muitos recursos do que a fabricação de semicondutores à base de silício. Esta complexidade pode aumentar os custos de fabricação, causando problemas na garantia de qualidade consistente do produto, especialmente na produção em larga escala.

A integração de componentes baseados em SiC em sistemas e infraestruturas existentes, especialmente em indústrias dominadas por tecnologias baseadas em silício, pode fornecer problemas de compatibilidade. Trabalhos adicionais de engenharia e financiamento são frequentemente necessários para lidar com as propriedades elétricas e térmicas peculiares dos semicondutores SiC, o que pode prejudicar as taxas de adoção. A indústria global de semicondutores SiC é marcada pela existência de diversos fabricantes e fornecedores, resultando na fragmentação do mercado e na concorrência acirrada. Este cenário competitivo pode pressionar os preços e as margens de lucro, especialmente para empresas que carecem de fortes vantagens tecnológicas ou características distintivas.

Os fabricantes de semicondutores SiC podem enfrentar dificuldades em cumprir os padrões da indústria e restrições regulatórias, especialmente em questões de segurança. aplicações críticas, como automotiva e aeronáutica. O cumprimento de critérios de certificação onerosos pode resultar em maiores custos e prazos de entrega, reduzindo a competitividade dos sistemas baseados em SiC no mercado. Apesar de superar os rivais baseados em silício em muitos aspectos, os potenciais compradores continuam preocupados com a vida útil dos semicondutores SiC e a confiabilidade a longo prazo. Alcançar a adoção generalizada requer desenvolver confiança na confiabilidade e longevidade dos dispositivos SiC por meio de testes rigorosos e procedimentos de validação.

Acumens em termos de categoria

Como o E- mobilidade, diversas aplicações industriais estão impulsionando o segmento de módulos de potência de SiC no semicondutor de carboneto de silício?

O segmento de módulos de potência de SiC domina o mercado de semicondutores de carboneto de silício, devido às suas diversas aplicações em energia, mobilidade eletrônica e setores industriais. Esses módulos funcionam como chaves eficientes de conversão de energia, aumentando a eficiência energética e reduzindo os custos operacionais. Além disso, a combinação de módulos de potência de carboneto de silício com diodos de barreira Schottky e transistores de efeito de campo semicondutores de óxido metálico (MOSFETs) resulta em perdas de comutação muito reduzidas do que as alternativas baseadas em silício. É provável que esta vantagem alimente um crescimento significativo no mercado durante o período de projeção.

A crescente popularidade dos módulos de potência de carboneto de silício também está empurrando as empresas a lançar novos produtos, acelerando o crescimento da categoria. Por exemplo, a ON SEMICONDUCTOR CORPORATION (ON Semi) desenvolveu a série de módulos de potência APM32 projetados para conversão DC-DC de alta tensão em veículos elétricos, exemplificando que o segmento está em tendência de inovação e expansão. Além disso, os módulos de potência SiC melhoram a eficiência de conversão, permitindo uma diminuição significativa nas perdas de comutação em comparação com Si-IGBT e SI-FRD.

Os módulos SiC simplificam o gerenciamento térmico, permitindo dissipadores de calor menores e mais baratos ou sistemas de refrigeração. Eles podem até substituir o resfriamento por água ou ar forçado por métodos de resfriamento natural. O aumento da frequência de comutação dos módulos SiC permite a redução de componentes passivos, como indutores e capacitores. Além disso, os módulos SiC que utilizam dispositivos portadores majoritários apresentam alterações mínimas nas perdas de comutação com variações de temperatura. Embora a tensão limite diminua em temperaturas mais altas, os módulos de potência de SiC tendem a ter Eon mais baixo e Eoff ligeiramente mais alto à medida que a temperatura operacional aumenta. Além disso, os módulos de SiC podem substituir módulos IGBT com correntes nominais mais altas, pois eles oferecem perdas de comutação insignificantes e suportam altas velocidades de comutação enquanto lidam com altas correntes. No entanto, é importante observar que a tensão de surto (V=-L×dI/dt) gerada devido à indutância do fio no módulo ou em sua periferia pode exceder a tensão nominal, exigindo consideração cuidadosa durante o projeto e implementação.

Como a redução de custos de produção está impulsionando o crescimento do segmento de I e 4 polegadas no mercado de semicondutores de carboneto de silício?

O segmento de 1 a 4 polegadas está dominando significativamente no silício Mercado de Semicondutores de Carboneto, devido à ferramenta contribuir para a redução da produção de dispositivos. Ao empregar a Deposição Química de Vapor (CVD), os wafers epi de SiC exibem menos defeitos de superfície, levando a uma melhoria no rendimento. Esta faixa de tamanho inclui wafers do tipo N e do tipo P com espessura de 350 ± 25 micrômetros.

Os wafers de carboneto de silício com substratos do tipo P são preferidos para a produção de dispositivos de energia, como transistores bipolares de porta isolada. . Em contraste, os substratos do tipo N são tratados com nitrogênio para melhorar a condutividade em dispositivos de energia. Essas versões fornecem não apenas qualidades mecânicas superiores, mas também compatibilidade com os procedimentos atuais de produção de dispositivos. Além disso, a viabilidade de produção em massa de wafers de carboneto de silício de 1 a 4 polegadas os torna acessíveis, com aplicações industriais impulsionando a demanda. Sua capacidade de reduzir o tamanho do equipamento aumenta seu apelo, posicionando-os para maior uso durante o período previsto.

Como a crescente adoção da fabricação de wafers de carboneto de silício em escala comercial está impulsionando o crescimento do segmento de 10 polegadas em o mercado de semicondutores de carboneto de silício?

Espera-se que o segmento de 10 polegadas experimente o segmento de crescimento mais rápido durante o período de previsão, devido ao surgimento da fabricação de wafer de carboneto de silício em escala comercial. Esses wafers facilitam a fabricação de dispositivos de nitreto de gálio (GaN), como fontes de alimentação e diodos emissores de luz. Além disso, o uso de revestimento de carboneto de silício retarda a difusão do silício em GaN, a um custo de apenas US$ 25,0 a US$ 35,0 por wafer de silício. Em comparação com o silício comum, espera-se que os wafers de carboneto de silício forneçam maior custo-benefício e eficiência energética, impulsionando o crescimento do segmento durante o período de previsão.

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Acumens por país/região

Como o aumento do investimento em atividades de manufatura está impulsionando o crescimento do mercado de semicondutores de carboneto de silício na Ásia-Pacífico?

Ásia-Pacífico está dominando substancialmente o mercado de semicondutores de carboneto de silício e deverá continuar seu crescimento durante o período de previsão, devido à presença de grandes players do setor na região. Além disso, os crescentes investimentos em atividades de desenvolvimento e fabricação em toda a Ásia-Pacífico são importantes impulsionadores do crescimento do mercado. O rápido desenvolvimento da indústria automotiva em toda a região está alimentando o crescimento dos semicondutores de carboneto de silício na região. De acordo com a Índia, a meta é dobrar o tamanho de sua indústria automobilística para Rs. 15 lakh crores até o final de 2024. De abril de 2000 a setembro de 2022, a indústria atraiu fluxos de IDE totalizando US$ 33,77 bilhões, representando aproximadamente 5,48% do total de fluxos de IDE da Índia durante o mesmo período.

O patrimônio acumulado O fluxo de IDE no sector automóvel atingiu 35,40 mil milhões de dólares entre Abril de 2000 e Setembro de 2023. A Índia está preparada para emergir como o maior mercado de veículos eléctricos até 2030, com uma oportunidade de investimento estimada superior a 200 mil milhões de dólares nos próximos 8 a 10 anos. Este significativo potencial de investimento sublinha o compromisso do país em promover o crescimento e o desenvolvimento do sector dos veículos eléctricos. Além disso, a indústria automóvel da China cresceu significativamente e o país é hoje um importante interveniente no mercado automóvel global. O governo chinês reconhece a importância estratégica do sector automóvel, particularmente do fabrico de autopeças, e considera-o uma das indústrias pilares do país. Este ponto de vista enfatiza o compromisso do governo em promover o desenvolvimento e o crescimento da indústria automóvel da China.

Além disso, a região é um centro eletrónico significativo, gerando milhões de produtos eletrónicos todos os anos, tanto para exportação internacional como para consumo doméstico. Este grande volume de fabricação de componentes e dispositivos eletrônicos é fundamental para aumentar a participação de mercado do mercado examinado na região. Por exemplo, de acordo com a China, em 2023, a produção de telemóveis da China atingiu 1,09 mil milhões de unidades de Janeiro a Setembro, marcando um aumento anual de 0,8%. Especificamente, só em Setembro, a produção de telemóveis da China aumentou 11,8% em comparação com o ano anterior. Além disso, a crescente demanda por semicondutores SiC com maior eficiência, tamanho menor e peso mais leve de vários fabricantes de uso final na região Ásia-Pacífico impulsiona a expansão do mercado.

Como está a presença dos principais players na região Contribuindo para o crescimento do mercado de semicondutores de carboneto de silício da América do Norte durante o período de previsão?

A América do Norte deverá ser a região que mais cresce durante o período de previsão no mercado de semicondutores de carboneto de silício. Atores importantes como Gene Sic Semiconductor e ON SEMICONDUCTOR CORPORATION (ON Semi) têm presença e concentração substanciais. Estas empresas têm grandes bases de clientes, que são os principais impulsionadores da expansão do mercado na região. Além disso, a concentração de grandes players na América do Norte promove a adoção de novos dispositivos semicondutores de SiC pelos fabricantes de eletrônicos de potência. Esses dispositivos proporcionam maior eficiência, levando a um movimento em direção ao seu uso em diversas aplicações.

Além disso, as principais empresas regionais estão explorando agressivamente esforços estratégicos para impulsionar o crescimento no mercado norte-americano. Estas atividades podem envolver investimentos em I&D, colaborações estratégicas ou crescimento de capacidade, tudo para acelerar a inovação e a penetração no mercado. Como resultado, prevê-se que a América do Norte emerja, pois nos próximos anos o mercado de semicondutores de SiC verá uma expansão significativa.

Cenário competitivo

O mercado de semicondutores de carboneto de silício provavelmente testemunhará crescimento e consolidação contínuos. Espera-se que os intervenientes estabelecidos mantenham o seu domínio, enquanto poderão surgir novos participantes com tecnologias disruptivas. A colaboração e as parcerias estratégicas desempenharão um papel fundamental na aceleração dos avanços e na condução da expansão do mercado. À medida que os custos do SiC diminuem e suas vantagens de desempenho se tornam mais evidentes, ele provavelmente se tornará um componente onipresente na eletrônica de potência da próxima geração, moldando o futuro de vários setores.

As organizações estão se concentrando em inovar sua linha de produtos para atender a vasta população em diversas regiões. Alguns dos principais players que operam no mercado de semicondutores de carboneto de silício incluem

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

Últimos desenvolvimentos da Silicon Carbide Semiconductor

• Em agosto de 2021, a ON Semiconductor Corporation (em semicondutores) anunciou um acordo de aquisição com a GT Advance Technologies Inc. ., um conhecido fabricante de materiais de SiC e safira. Espera-se que esta decisão estratégica fortaleça as capacidades de fornecimento de SiC da ON Semi, permitindo à empresa atender à crescente demanda dos clientes por produtos baseados em SiC.
• A Toshiba Electronic Components and Storage Co., Ltd. Investimento de US$ 839 milhões em março de 2022 para melhorar a capacidade de seus componentes de energia.

Escopo do relatório

Mercado de semicondutores de carboneto de silício, por categoria

Tipo de produto< /h3>

• SiC Power Devices
• SiC Power Modules
• SiC Power Discrete Devices
• SiC Bare Die Devices

Aplicação

• Automotivo
• Aeroespacial
• Aeroespacial e Defesa
• Eletrônicos de Consumo
< li>Eletrônica de potência industrial

Tamanho do wafer

• 1 polegada a 4 polegadas
• 6 polegadas
• 8 polegadas
• 10 polegadas acima

Região

• América do Norte
• Europa
• Ásia-Pacífico
• América do Sul
• Oriente Médio e Oriente Médio África

Metodologia de Pesquisa de Pesquisa de Mercado

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Análise qualitativa e quantitativa do mercado com base na segmentação i