سوق SiC-SBD

نظرة عامة على السوق

من المتوقع أن ينمو حجم سوق SiC-SBD العالمي بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ حوالي 14.2٪ خلال الفترة المتوقعة.

الثنائيات الحاجزة لشوتكي (SBD) والثنائيات الحاجزة لشوتكي (SiC) هما نفس الشيء. ومن الأمثلة على الأجهزة شبه الموصلة الثنائي الحاجز لشوتكي المصنوع من كربيد السيليكون (SiC-SBD)، والذي يستخدم في عدد من المجالات بما في ذلك الإلكترونيات القوية، والطاقة البديلة، والسيارات الكهربائية، والفضاء الجوي، والدفاعات. وبالمقارنة بالأجهزة التقليدية القائمة على السيليكون، توفر الثنائيات الحاجزة لشوتكي المصنوعة من كربيد السيليكون عددًا من المزايا، مثل الكفاءة الأكبر، والتبديل السريع، وقدرات أكبر على درجة الحرارة والجهد.

ديناميكيات السوق

محركات السوق

زيادة استخدام المركبات الكهربائية: أحد العوامل الرئيسية التي تدفع سوق SiC-SBD هو الاستخدام المتزايد للمركبات الكهربائية. تستخدم إلكترونيات الطاقة في المركبات الكهربائية، مثل محولات DC-DC والشواحن الموجودة على متنها، SiC-SBDs لتعزيز فعاليتها وأدائها.

كفاءة عالية: تعد الدوائر المتكاملة المصنوعة من كربيد السيليكون أكثر فعالية من الإلكترونيات التقليدية القائمة على السيليكون. ولأن الدوائر المتكاملة المصنوعة من كربيد السيليكون تتمتع بمعدلات تحويل أسرع وجهد أمامي أقل، فإنها تفقد قدرًا أقل من الطاقة وتستهلك قدرًا أكبر من الطاقة.

قيود السوق

• القضايا المتعلقة بإنتاج رقائق SiC

تتميز مادة أشباه الموصلات المعروفة باسم رقاقة SiC بخصائص كهربائية وحرارية ممتازة. وتعتبر أشباه الموصلات الفاخرة مناسبة لمجموعة واسعة من الاستخدامات. فهي تتمتع بمستوى عالٍ جدًا من الصلابة بالإضافة إلى مستوى عالٍ من المقاومة الحرارية. يواجه مصنعو رقائق SiC العديد من التحديات أثناء عملية التصنيع. تعد عيوب التكديس البلوري والأنابيب الدقيقة والحفر والخدوش والبقع والجسيمات السطحية أكثر العيوب شيوعًا التي يمكن أن تحدث أثناء عملية تصنيع ركائز SiC.

• سعر مرتفع

بالمقارنة بالأجهزة التقليدية القائمة على السيليكون، فإن أجهزة SiC-SBD أكثر تكلفة. وقد يشكل هذا عائقًا كبيرًا لبعض التطبيقات، وخاصة في تلك التي تعتبر التكلفة فيها عاملاً رئيسيًا.

فرص السوق

أصبحت المركبات الإلكترونية أكثر انتشارًا. يتغير العالم بسرعة كبيرة لدرجة أنه يتجه نحو الطاقة المتجددة. كل المناطق واللاعبين في السوق والمؤسسات الحكومية لديهم المزيد من الوضوح في التفكير لبناء أساس المركبات الكهربائية وزيادة الاهتمام بالمركبات الكهربائية.

إن استخدام ألواح SiC-SBD في تطبيقات الطيران والدفاع يمثل فرصة سوقية مهمة أخرى. ألواح SiC-SBD مثالية للاستخدام في هذه التطبيقات لأنها تتمتع بخصائص عالية الحرارة والطاقة.

تفتح التطورات التكنولوجية في أجهزة SiC-SBD آفاقًا جديدة في عدد من الصناعات. على سبيل المثال، يشهد قطاع الإلكترونيات الكهربائية آفاقًا جديدة نتيجة لتطوير أجهزة SiC-SBD ذات تصنيفات الجهد والتيار الأفضل.

نطاق السوق

التحليل القطاعي

تقسيم حسب النوع

• 600 فولت

تُستخدم هذه المكونات بشكل متكرر في التطبيقات ذات الطاقة المنخفضة إلى المتوسطة مثل الأجهزة الإلكترونية عالية الطاقة وإمدادات الطاقة في وضع التبديل ودوائر تصحيح معامل القدرة. وهي مثالية للاستخدام في هذه التطبيقات لأنها تتمتع بكفاءة تحويل ممتازة وخسائر تحويل ضئيلة.

• 1200 فولت

تُستخدم هذه الأدوات بشكل متكرر في التطبيقات عالية الطاقة مثل محركات السيارات، والإلكترونيات القوية في المركبات الكهربائية، وأنظمة الطاقة المتجددة. وهي مثالية للاستخدام في هذه التطبيقات لأنها تتمتع بقوة انهيار عالية ومقاومة منخفضة للحالة النشطة.

تقسيم حسب التطبيق

• مركبات الطاقة الجديدة

إن مقاومة درجات الحرارة العالية، وانخفاض خسائر الطاقة، ومعدلات التبديل السريعة تجعل من SiC-SBDs جذابة للاستخدام في المركبات الكهربائية، والتي تعد جزءًا من قطاع النقل بالطاقة الجديدة. شواحن البطاريات، ومحولات التيار المستمر إلى التيار المستمر، والشواحن الموجودة على متن المركبات ليست سوى بعض الأماكن العديدة التي ستجدها قيد الاستخدام.

• مصادر الطاقة

تعد مراكز البيانات ومحطات الاتصالات وأجهزة ألعاب الفيديو مجرد بعض التطبيقات الصناعية والاستهلاكية التي تستخدم مصدر الطاقة باستخدام SiC-SBDs. وعند مقارنتها بالثنائيات العادية، فهي أكثر كفاءة وتنتج حرارة أقل.

• الطاقة الكهروضوئية

في العاكسات الكهروضوئية، حيث يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء قابلة للاستخدام، يتم استخدام SiC-SBDs. فهي قادرة على التبديل عند ترددات عالية ويمكنها تحمل درجات حرارة شديدة، مما يجعلها مفيدة في البيئات الصعبة.

• الالكترونيات الاستهلاكية

يمكن العثور على SiC-SBDs كمقومات ومنظمات جهد في مجموعة متنوعة من الأجهزة الإلكترونية المحمولة. فهي تقلل من خسائر الطاقة وتتمتع بكفاءة ممتازة، لذا فإن البطاريات تدوم لفترة أطول.

• صناعي

تعد محركات المحركات ومعدات اللحام وإمدادات الطاقة مجرد أمثلة قليلة من الاستخدامات الصناعية العديدة لـ SiC-SBDs. فهي تتميز بفقدان طاقة منخفض وترددات تحويل عالية، مما يعني أنها فعالة وتنتج حرارة أقل.

التحليل الإقليمي

يتم تقسيم سوق SiC-SBD العالمي حسب المنطقة إلى أمريكا الشمالية وأوروبا وآسيا والمحيط الهادئ وأمريكا اللاتينية والشرق الأوسط وأفريقيا.

مع تزايد استخدام الأجهزة الإلكترونية القائمة على SiC في مجالات مثل الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية والأتمتة الصناعية، من المتوقع أن يتوسع سوق أمريكا الشمالية بسرعة. وتعتمد سوق أمريكا الشمالية بشكل أساسي على الولايات المتحدة وكندا .

بسبب الطلب العالمي المتزايد على الأجهزة الموفرة للطاقة عبر مجموعة واسعة من القطاعات، بما في ذلك النقل والفضاء والجيش، برزت أوروبا كسوق مهمة لألواح SiC-SBD. ويتزايد استخدام إمدادات الطاقة والعاكسات ومحركات المحركات في المنطقة. وتعتمد السوق في أوروبا في الغالب على دول مثل ألمانيا وفرنسا والمملكة المتحدة.

إن الطلب المتزايد على SiC-SBDs في البلدان النامية مثل الصين والهند واليابان يبشر بالخير لتوسع سوق آسيا والمحيط الهادئ. حيث تتوسع التطبيقات مثل الإلكترونيات الاستهلاكية والأتمتة الصناعية والسيارات الكهربائية بسرعة في المنطقة. وتعتمد سوق المنطقة بشكل أساسي على الصين واليابان وكوريا الجنوبية.

ومن المتوقع أن تدعم الاستثمارات في مشاريع البنية الأساسية والطاقة المتجددة في مختلف أنحاء الشرق الأوسط وأفريقيا النمو الاقتصادي المتواضع في المنطقة. وتشهد تطبيقات مثل محولات الطاقة الشمسية وأنظمة طاقة الرياح توسعاً سريعاً في المنطقة. ومن بين اللاعبين الرئيسيين في سوق المنطقة المملكة العربية السعودية والإمارات العربية المتحدة وجنوب أفريقيا.

من المرجح أن يؤدي الطلب المتزايد على SiC-SBDs في قطاعات مثل إلكترونيات الطاقة والإلكترونيات الاستهلاكية إلى دفع عجلة التنمية المتواضعة في سوق أمريكا اللاتينية. وتعتمد سوق المنطقة في الغالب على دول مثل البرازيل والمكسيك.

اللاعبون الرئيسيون

1. إنفينيون
2. ميتسوبيشي الكتريك
3. إس تي ميكروإلكترونيك
4. فوجي الكتريك
5. توشيبا
6. شركة ON لأشباه الموصلات
7. فيشاي إنترتكنولوجي
8. وولف سبيد (كري)
9. شركة ROHM لأشباه الموصلات
10. ميكروسيمي
11. شركة يونايتد سيليكون كاربايد
12. جينيسيك
13. تكنولوجيا الطاقة العالمية
14. أساسي
15. يانغتشو يانغجي التكنولوجيا الإلكترونية
16. إينفنت شيب

التطورات الأخيرة

في فبراير 2022، أعلنت شركة Infineon Technologies AG في موقع التصنيع الخاص بها في فيلاخ، النمسا، أنها بدأت في إنتاج أول 650 فولت من SiC-SBDs. تم تصميم SiC-SBDs الجديدة للاستخدام في أنظمة الطاقة المتجددة والإلكترونيات الكهربائية للسيارات الكهربائية.

أعلنت شركة STMicroelectronics وشركة Soitec (يورونكست باريس) عن المرحلة التالية من تعاونهما في مجال ركائز كربيد السيليكون (SiC) في ديسمبر 2022. ومن المقرر أن تتم تأهيل تقنية ركيزة كربيد السيليكون من شركة Soitec بواسطة شركة ST على مدار الأشهر الثمانية عشر المقبلة. ويعمل تبني شركة ST لتقنية SmartSiC من شركة Soitec لتصنيع ركيزة 200 مم القادمة على تغذية أعمال تصنيع الأجهزة والوحدات، مع توقع إنتاج كميات كبيرة في منتصف المدة. وسيساعد هذا الجهد المنسق المنظمة في دعم مواردها المالية بالإضافة إلى تطوير سوق أشباه الموصلات العالمية للطاقة من كربيد السيليكون.