SiC-SBD-Markt

Marktübersicht

Der globale SiC-SBD-Markt wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von etwa 14,2 % wachsen.

Schottky-Barrieredioden (SBD) und Schotty-Barrieredioden (SiC) sind dasselbe. Ein Beispiel für ein Halbleiterbauelement ist die SiC-SBD (Siliziumkarbid-Schottky-Barrierediode), die in zahlreichen Bereichen Anwendung findet, darunter Leistungselektronik, alternative Energien, Elektroautos, Luft- und Raumfahrt und Verteidigung. Im Vergleich zu herkömmlichen Bauelementen auf Siliziumbasis bieten SiC-SBDs zahlreiche Vorteile, wie z. B. höhere Effizienz, schnelleres Schalten und höhere Temperatur- und Spannungsbeständigkeit.

Marktdynamik

Markttreiber

Steigende Verbreitung von Elektrofahrzeugen: Einer der Schlüsselfaktoren, die den SiC-SBD-Markt antreiben, ist die steigende Nutzung von Elektrofahrzeugen. Leistungselektronik von Elektrofahrzeugen, wie DC-DC-Wandler und Bordladegeräte, verwenden SiC-SBDs, um ihre Effektivität und Leistung zu verbessern.

Hohe Effizienz: SiC-SBDs sind effektiver als herkömmliche Elektronik auf Siliziumbasis. Da SiC-SBDs schnellere Schaltraten und geringere Durchlassüberspannungen aufweisen, verlieren sie weniger Leistung und verbrauchen mehr Energie.

Marktbeschränkungen

• Probleme bei der Herstellung von SiC-Wafern

Ein Halbleitermaterial, das als SiC-Wafer bekannt ist, weist hervorragende elektrische und thermische Eigenschaften auf. Ein erstklassiger Halbleiter eignet sich hervorragend für eine Vielzahl von Anwendungen. Er weist eine sehr hohe Härte sowie eine hohe Wärmebeständigkeit auf. Hersteller von SiC-Wafern stehen während des Herstellungsprozesses vor zahlreichen Herausforderungen. Kristalline Stapelfehler, Mikroröhren, Löcher, Kratzer, Flecken und Oberflächenpartikel sind die häufigsten Defekte, die während des Herstellungsprozesses von SiC-Substraten auftreten können.

• Hoher Preis

Im Vergleich zu herkömmlichen Bauelementen auf Siliziumbasis sind SiC-SBDs teurer. Dies kann für einige Anwendungen ein erhebliches Hindernis darstellen, insbesondere bei solchen, bei denen die Kosten eine wichtige Rolle spielen.

Marktchancen

Elektrofahrzeuge werden immer häufiger. Die Welt verändert sich so schnell, dass sie sich in Richtung erneuerbarer Energie bewegt. Alle Bereiche, Marktteilnehmer und Regierungseinrichtungen bemühen sich, die Grundlage für Elektrofahrzeuge zu schaffen und das Interesse an Elektrofahrzeugen zu steigern.

Der Einsatz von SiC-SBDs in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Verteidigung stellt eine weitere bedeutende Marktchance dar. SiC-SBDs eignen sich perfekt für den Einsatz in diesen Anwendungen, da sie über Hochtemperatur- und Hochleistungseigenschaften verfügen.

Die technologische Entwicklung von SiC-SBD-Bauelementen eröffnet in zahlreichen Branchen neue Perspektiven. So ergeben sich für den Leistungselektroniksektor beispielsweise durch die Entwicklung von SiC-SBDs mit besseren Spannungs- und Stromwerten neue Perspektiven.

Umfang des Marktes

Segmentanalyse

Nach Typ segmentieren

• 600 V

Diese Komponenten werden häufig in Anwendungen mit niedriger bis mittlerer Leistung eingesetzt, beispielsweise in Leistungselektronikgeräten, Schaltnetzteilen und Leistungsfaktorkorrekturschaltungen. Sie eignen sich perfekt für den Einsatz in diesen Anwendungen, da sie eine hervorragende Schalteffizienz und minimale Schaltverluste aufweisen.

• 1200 V

Diese Geräte werden häufig in Hochleistungsanwendungen wie Motorantrieben, der Leistungselektronik in Elektrofahrzeugen und erneuerbaren Energiesystemen eingesetzt. Sie eignen sich perfekt für den Einsatz in diesen Anwendungen, da sie eine hohe Durchschlagfestigkeit und einen geringen Durchlasswiderstand aufweisen.

Segment nach Anwendung

• Fahrzeuge mit alternativer Antriebstechnik

Hohe Temperaturbeständigkeit, geringe Leistungsverluste und schnelle Schaltraten machen SiC-SBDs attraktiv für den Einsatz in Elektrofahrzeugen, die Teil des Transportsektors mit neuer Energie sind. Batterieladegeräte, DC-DC-Wandler und Bordladegeräte sind nur einige der vielen Einsatzgebiete.

• Stromversorgung

Rechenzentren, Telekommunikations-Basisstationen und Videospielkonsolen sind nur einige der Industrie- und Verbraucheranwendungen, bei denen die Stromversorgung mit SiC-SBDs erfolgt. Im Vergleich zu herkömmlichen Dioden sind sie effizienter und erzeugen weniger Wärme.

• Photovoltaik

In Photovoltaik-Wechselrichtern, die Sonnenenergie in nutzbaren Strom umwandeln, werden SiC-SBDs eingesetzt. Sie können bei hohen Frequenzen schalten und halten extremen Temperaturen stand, was sie für anspruchsvolle Umgebungen nützlich macht.

• Unterhaltungselektronik

Als Gleichrichter und Spannungsregler sind SiC-SBDs in einer Vielzahl tragbarer elektronischer Geräte zu finden. Sie weisen geringere Leistungsverluste und einen hervorragenden Wirkungsgrad auf, sodass Batterien länger halten.

• Industrie

Motorantriebe, Schweißgeräte und Stromversorgung sind nur einige der zahlreichen industriellen Einsatzmöglichkeiten für SiC-SBDs. Sie weisen geringe Leistungsverluste und hohe Schaltfrequenzen auf, was bedeutet, dass sie effizient sind und weniger Wärme erzeugen.

Regionale Analyse

Der globale SiC-SBD-Markt ist nach Regionen segmentiert: Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Lateinamerika sowie Naher Osten und Afrika.

Da SiC-basierte Leistungselektronikgeräte zunehmend in Bereichen wie erneuerbarer Energie, Elektroautos und industrieller Automatisierung eingesetzt werden, wird erwartet, dass der nordamerikanische Markt schnell wächst. Der nordamerikanische Markt wird hauptsächlich von den USA und Kanada angetrieben .

Aufgrund der steigenden weltweiten Nachfrage nach energieeffizienten Geräten in zahlreichen Branchen, darunter Transport, Luft- und Raumfahrt und Militär, hat sich Europa zu einem bedeutenden Markt für SiC-SBDs entwickelt. Der Einsatz von Netzteilen, Wechselrichtern und Motorantrieben in diesem Bereich nimmt zu. Der Markt in Europa wird hauptsächlich von Ländern wie Deutschland, Frankreich und dem Vereinigten Königreich getrieben.

Die steigende Nachfrage nach SiC-SBDs in Entwicklungsländern wie China, Indien und Japan ist ein gutes Zeichen für die Expansion des asiatisch-pazifischen Marktes. Anwendungen wie Unterhaltungselektronik, industrielle Automatisierung und Elektroautos verzeichnen in der Region ein rasantes Wachstum. Der Markt der Region wird vor allem von China, Japan und Südkorea getrieben.

Investitionen in Infrastruktur und erneuerbare Energien im Nahen Osten und in Afrika dürften ein moderates Wirtschaftswachstum in der Region unterstützen. Anwendungen wie Solarwechselrichter und Windkraftanlagen breiten sich in der Region rasant aus. Zu den wichtigsten Akteuren auf dem regionalen Markt zählen Saudi-Arabien, die Vereinigten Arabischen Emirate und Südafrika.

Die steigende Nachfrage nach SiC-SBDs in Sektoren wie Leistungselektronik und Unterhaltungselektronik dürfte zu einer moderaten Entwicklung auf dem lateinamerikanischen Markt führen. Der Markt der Region wird vor allem von Ländern wie Brasilien und Mexiko angetrieben.

Schlüsselspieler

1. Infineon
2. Mitsubishi Electric
3. STMicroelectronic
4. Fuji Elektro
5. Toshiba
6. ON Semiconductor
7. Vishay Intertechnology
8. Wolfspeed (Cree)
9. ROHM Semiconductor
10. Mikrohalbleiter
11. Vereinigtes Siliziumkarbid Inc.
12. GeneSic
13. Globale Energietechnik
14. Basic
15. Yangzhou Yangjie Elektronische Technologie
16. InventChip

Jüngste Entwicklungen

An seinem Produktionsstandort im österreichischen Villach gab Infineon Technologies AG im Februar 2022 bekannt, dass es mit der Produktion seiner ersten 650-V-SiC-SBDs begonnen habe. Die neuen SiC-SBDs sind für den Einsatz in erneuerbaren Energiesystemen und der Leistungselektronik von Elektrofahrzeugen vorgesehen.

STMicroelectronics und Soitec (Euronext Paris) haben im Dezember 2022 die nächste Phase ihrer Zusammenarbeit bei Siliziumkarbid-Substraten (SiC) angekündigt. Die Qualifizierung der SiC-Substrattechnologie von Soitec durch ST soll im Laufe der nächsten 18 Monate erfolgen. Die Übernahme der SmartSiC-Technologie von Soitec durch ST für die bevorstehende 200-mm-Substratherstellung dient der Förderung des Geschäfts mit der Herstellung von Geräten und Modulen, wobei mittelfristig mit einer Volumenproduktion gerechnet wird. Diese koordinierte Anstrengung wird dem Unternehmen dabei helfen, seine Finanzen sowie die Entwicklung des weltweiten Marktes für SiC-Leistungshalbleiter zu verbessern.