Markt für Mittelspannungs-MOSFETs

Marktübersicht

Laut Reed Intelligence wird der globale Markt für Mittelspannungs-MOSFETs im Prognosezeitraum mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von ungefähr 3,5 % wachsen.

Der MOSFET-Transistor (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) ist ein weit verbreitetes Halbleiterbauelement zum Schalten und Verstärken elektronischer Signale in elektronischen Geräten. Der MOSFET ist das Herzstück eines integrierten Schaltkreises und kann aufgrund seiner geringen Abmessungen auf einem einzigen Chip hergestellt und montiert werden. Der MOSFET ist ein Vierpolsystem mit Source- (S), Gate- (G), Drain- (D) und Entladeanschlüssen (D). Körper (B). Mittelspannungs-MOSFETs haben gegenüber Niederspannungs- und Hochspannungs-MOSFETs einen Vorteil aufgrund ihrer Fähigkeit, zwischen hohen und niedrigen Spannungen zu wechseln, was einen großen Betriebsbereich bietet. Die Expansion der Elektronik- und Halbleiterindustrie wird sich positiv auf den Mittelspannungs-MOSFET-Markt auswirken.

In den letzten Jahren ist die Nachfrage nach Mittelspannungs-MOSFETs aufgrund der zunehmenden Nutzung von Leistungselektronik in verschiedenen Anwendungen, darunter Industrieautomation, erneuerbare Energiesysteme, Elektrofahrzeuge und Netzinfrastruktur, stetig gestiegen. Diese Anwendungen erfordern effiziente und zuverlässige Leistungsschaltgeräte, und Mittelspannungs-MOSFETs bieten Vorteile wie hohe Nennspannungen, schnelle Schaltraten und geringe Leitungsverluste.

Marktdynamik

Markttreiber

• Steigende Nachfrage nach Energieeffizienz

In vielen Branchen, darunter Leistungselektronik, erneuerbare Energiesysteme, Elektrofahrzeuge und industrielle Anwendungen, ist der Drang nach Energieeffizienz und die Notwendigkeit, Leistungsverluste zu minimieren, unabdingbar geworden. Mittelspannungs-MOSFETs bieten Vorteile wie niedrigen Einschaltwiderstand, hohe Schaltgeschwindigkeiten und geringe Gate-Ladung, was zu einer geringeren Verlustleistung und einer höheren Energieeffizienz führt. Folglich steigt die Nachfrage nach Mittelspannungs-MOSFETs zur Ermöglichung einer effizienten Leistungsumwandlung in diesen Anwendungen.

• Ausbau alternativer Energiequellen

Das globale Streben nach sauberen und nachhaltigen Energiequellen hat zu einem raschen Ausbau erneuerbarer Energiesysteme, darunter Solar- und Windenergie, geführt. Diese Systeme erfordern eine effiziente Energieumwandlung, und Mittelspannungs-MOSFETs sind für die Umwandlung von Hochspannungs-Gleichspannung in Wechselspannung und die Netzanbindung unverzichtbar. Es wird erwartet, dass der weltweit zunehmende Einsatz erneuerbarer Energieprojekte die Nachfrage nach Mittelspannungs-MOSFETs steigern wird.

Marktbeschränkungen

• Schwierigkeiten beim Wärmemanagement

Aufgrund ihrer hohen Leistung erzeugen Mittelspannungs-MOSFETs während des Betriebs erhebliche Wärme. Um die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit dieser Geräte sicherzustellen, ist ein effizientes Wärmemanagement unerlässlich. Mit steigenden Spannungspegeln wird es jedoch schwieriger, die Wärmeableitung zu kontrollieren. Höhere Anforderungen an die Wärmeableitung können zusätzliche Kühlmechanismen wie Kühlkörper oder Lüfter erforderlich machen, die die Komplexität und Kosten des Gesamtdesigns des Systems erhöhen können. In Anwendungen mit erheblichen Platz-, Gewichts- oder Kostenbeschränkungen kann die Implementierung von Mittelspannungs-MOSFETs aufgrund von Wärmemanagementproblemen schwierig sein.

Marktchancen

• Wachstum des Marktes für Elektrofahrzeuge

Aufgrund ökologischer Nachhaltigkeitsbedenken und staatlicher Initiativen zur Förderung der Einführung von Elektrofahrzeugen hat der Markt für Elektrofahrzeuge (EVs) ein erhebliches Wachstum erfahren. MOSFETs mit mittlerer Spannung sind wesentliche Komponenten von EV-Antriebssystemen wie Batteriemanagement, Motorsteuerung und Ladeinfrastruktur. Es wird erwartet, dass die zunehmende weltweite Einführung von Elektrofahrzeugen eine erhebliche Nachfrage nach MOSFETs mit mittlerer Spannung erzeugen wird.

Umfang des Marktes

Segmentanalyse

Nach Typ segmentieren

• Leistungs-MOSFET im Verarmungsmodus

Bei MOSFETs im Verarmungsmodus wird ein Kanal gebildet, auch wenn keine Gate-Spannung angelegt wird. Dieser Kanal ermöglicht den Stromfluss zwischen den Source- und Drain-Anschlüssen. Wenn eine negative Spannung an das Gate angelegt wird, entsteht innerhalb des Kanals eine Verarmungszone, die dessen Leitfähigkeit verringert und den Transistor ausschaltet.

• Leistungs-MOSFET im Anreicherungsmodus

Leistungs-MOSFETs im Anreicherungsmodus sind normalerweise so konstruiert, dass sie sich im „normalerweise ausgeschalteten“ Zustand befinden. Dies bedeutet, dass der MOSFET ohne Gate-Spannung keinen Strom zwischen seinen Source- und Drain-Anschlüssen leitet. Um ihn zu aktivieren und einen Stromfluss zu ermöglichen, ist eine positive Spannung am Gate-Anschluss erforderlich.

Segment nach Anwendung

• Automobilindustrie

Mittelspannungs-MOSFETs finden aufgrund ihrer Fähigkeit, höhere Spannungspegel und Leistungsanforderungen zu bewältigen, in der Automobilindustrie vielfältige Anwendung. Elektrische Servolenkungen in Automobilen erfordern eine effiziente und zuverlässige Leistungsumwandlung und -steuerung. In der Motorantriebsschaltung von EPS-Systemen steuern Mittelspannungs-MOSFETs den Elektromotor, der die Lenkung unterstützt. Diese MOSFETs bewältigen die hohen Spannungs- und Stromanforderungen und bieten gleichzeitig schnelle Schaltfunktionen, wodurch eine präzise Steuerung der Lenkunterstützung ermöglicht wird.

• IKT

MOSFETs mit mittlerer Spannung werden in Motorsteuerungsschaltungen in IKT-Systemen eingesetzt. Sie ermöglichen eine präzise und effiziente Aktuatorsteuerung in Computerperipheriegeräten, Robotern und anderen elektronischen Geräten. MOSFETs, die mit mittlerer Spannung betrieben werden, können den Leistungsbedarf von Motorsteuerungsanwendungen bewältigen und sorgen für einen zuverlässigen und leistungsstarken Betrieb.

• Industrielle Fertigung

In den Beleuchtungssystemen industrieller Fertigungsanlagen werden MOSFETs mit mittlerer Spannung eingesetzt. Sie werden in LED-Treibern eingesetzt, um den Stromfluss zu den LEDs zu regulieren und so eine angemessene Beleuchtung und Energieeffizienz sicherzustellen. MOSFETs erleichtern das Dimmen und die Farbsteuerung in Beleuchtungssystemen, sodass Hersteller Beleuchtungslösungen entsprechend ihren Anforderungen anpassen und optimieren können.

• Unterhaltungselektronik

Zahlreiche Unterhaltungselektronikgeräte wie Ventilatoren, Kompressoren und Roboter verwenden Motoren für verschiedene Zwecke. MOSFETs mit mittlerer Spannung werden in Motorsteuerungsschaltungen verwendet, um die Geschwindigkeit und Richtung der Motoren zu steuern. Ihre Fähigkeit, mittleren Spannungspegeln standzuhalten, ermöglicht eine effektive Motorsteuerung und Energieoptimierung.

Regionale Analyse

Nordamerika

In Nordamerika hat die Automobilindustrie bedeutende Fortschritte in der Elektronik- und Elektrofahrzeugtechnologie erlebt. MOSFETs mit mittlerer Spannung sind wichtig für Automobilanwendungen wie elektrische Antriebssysteme, Motorsteuergeräte, Batteriemanagementsysteme und Ladeinfrastruktur. Da die Nachfrage nach Elektro- und Hybridfahrzeugen in Nordamerika weiter steigt, wird erwartet, dass der Markt für Mittelspannungs-MOSFETs wächst. Der nordamerikanische Markt für Unterhaltungselektronik ist beträchtlich. MOSFETs mit mittlerer Spannung werden in verschiedenen Unterhaltungselektronikgeräten verwendet, darunter Smartphones, Tablets, Laptops, Spielekonsolen und Haushaltsgeräte. Die zunehmende Einführung fortschrittlicher Elektronik und die Nachfrage nach energieeffizienten und leistungsstarken Geräten haben die Nachfrage nach Mittelspannungs-MOSFETs in der Region beeinflusst.

Europa

Europa ist eine wichtige Region für die Automobilindustrie, einschließlich Hybrid- und Elektrofahrzeugen. MOSFETs mit mittlerer Spannung spielen eine entscheidende Rolle in der Leistungselektronik, den Batteriemanagementsystemen und der Ladeinfrastruktur von Elektrofahrzeugen. Die zunehmende Verbreitung von Elektrofahrzeugen in Europa wird wahrscheinlich die Nachfrage nach Mittelspannungs-MOSFETs in der Automobilindustrie erhöhen. In Europa gelten strenge Vorschriften und Standards hinsichtlich Energieeffizienz und Umweltauswirkungen. Diese Vorschriften fördern den Einsatz energieeffizienter Technologien und Geräte. In Europa werden in verschiedenen Energiesparanwendungen zunehmend Mittelspannungs-MOSFETs mit hoher Effizienz und Zuverlässigkeit integriert, um diese Vorschriften einzuhalten.

Asien-Pazifik

Die Regierungen im asiatisch-pazifischen Raum haben Richtlinien und Initiativen eingeführt, um die Nutzung erneuerbarer Energiequellen, Energieeffizienz und ökologische Nachhaltigkeit zu fördern. In diesen Anwendungen, wie etwa Solarwechselrichtern, Windkraftanlagen und Ladestationen für Elektrofahrzeuge, spielen Mittelspannungs-MOSFETs eine entscheidende Rolle. In diesen aufstrebenden Branchen treiben günstige Regierungsrichtlinien und Anreize die Nachfrage nach Mittelspannungs-MOSFETs an.

Südamerika

Südamerika verfügt über ein beträchtliches Potenzial zur Erzeugung erneuerbarer Energien, insbesondere in Brasilien, Chile und Argentinien. In erneuerbaren Energiesystemen wie Solarwechselrichtern und Windturbinenumrichtern spielen Mittelspannungs-MOSFETs eine entscheidende Rolle bei der Stromumwandlung und -steuerung. Mit dem Wachstum des Sektors für erneuerbare Energien in Südamerika könnte die Nachfrage nach Mittelspannungs-MOSFETs steigen.

Naher Osten und Afrika

Der Markt für Unterhaltungselektronik im Nahen Osten und in Afrika ist aufgrund steigender verfügbarer Einkommen, Urbanisierung und technologischer Fortschritte gewachsen. Mittelspannungs-MOSFETs werden in zahlreichen Unterhaltungselektronikgeräten eingesetzt, darunter Smartphones, Tablets, Fernseher, Audiosysteme und Haushaltsgeräte. Der wachsende Markt für Unterhaltungselektronik kann die Nachfrage einer Region nach Mittelspannungs-MOSFETs beeinflussen.

Schlüsselspieler

1. Infineon Technologies
2. Vishay Semiconductors
3. ON Semiconductor
4. Toshiba
5. STMicroelectronics
6. Renesas Elektronik
7. Fuji Elektro
8. NXP Semiconductors
9. Texas Instruments
10. Diodes Incorporated
11. Mikrochip-Technologie
12. Samsung
13. MITSUBISHI
14. Littelfuse
15. Cree
16. Erweiterte lineare Geräte
17. M-MOS
18. Panasonic

Jüngste Entwicklungen

März 2022 – Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation gibt die Veröffentlichung des 150-V-N-Kanal-Leistungs-MOSFET TPH9R00CQH bekannt. Er verwendet die neueste Generation des U-MOSX-H-Prozesses, der sich für Schaltnetzteile für Industrieanlagen eignet, einschließlich solcher, die in Kommunikationsbasisstationen und Rechenzentren eingesetzt werden.