Размер рынка полупроводниковых приборов из карбида кремния — по компонентам, по размеру пластины, по продукту, по конечному использованию. Анализ, доля, прогноз роста, 2025–2034 гг.

Объем рынка полупроводниковых устройств из карбида кремния

Мировой рынок полупроводниковых устройств из карбида кремния оценивался в 2,1 млрд долларов США в 2024 году и, по оценкам, будет расти со среднегодовым темпом роста 25,9% и достигнет 21 млрд долларов США к 2034 году. Рост индустрии полупроводниковых устройств из карбида кремния обусловлен такими ключевыми факторами, как всплеск спроса на электромобили, растущее применение полупроводниковых устройств из карбида кремния в аэрокосмической и оборонной промышленности, а также растущее число проектов по модернизации сетей и возобновляемым источникам энергии.

Растет склонность к внедрению электромобилей, что оказывает положительное влияние на рост индустрии полупроводниковых устройств из карбида кремния. Растет потребность в компактной, эффективной и термостойкой силовой электронике, которая управляет аккумуляторными системами, электрическими трансмиссиями и зарядной инфраструктурой. Соответственно, полупроводники SiC являются критически важными компонентами, которые используются в силовых агрегатах электромобилей в инверторах, преобразователях постоянного тока в постоянный и бортовых зарядных устройствах. Кроме того, повышенная термическая стойкость, увеличение частоты переключения и высокое пробивное напряжение — вот несколько свойств, которые приводят к повышению эффективности автомобиля и увеличению запаса хода. По данным Международного энергетического агентства (МЭА), в течение 2024 года в мире было продано почти 16,6 млн электромобилей, что является всплеском по сравнению с 13,7 млн электромобилей в 2023 году. Таким образом, рост популярности электромобилей напрямую связан со спросом на полупроводниковые устройства из карбида кремния, что, в свою очередь, ускоряет рост рынка по всему миру.

Кроме того, растущее число проектов по модернизации сетей и возобновляемым источникам энергии приводит к резкому внедрению полупроводниковых устройств из карбида кремния. Включение полупроводников SiC в системы преобразования энергии повышает их эффективность и надежность, особенно при интеграции возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнце, в сеть. При модернизации сети использование технологий SiC повышает производительность систем преобразования электроэнергии среднего напряжения, которые имеют основополагающее значение для эффективного распределения и хранения электрической энергии. Распространение силовых полупроводников на основе SiC, а также проектов по возобновляемым источникам энергии на основе аккумуляторов ускоряет внедрение этих систем в различных отраслях промышленности.  Например, в марте 2025 года TS Conductor объявила о своих планах открыть новый производственный завод в Хардивилле, штат Южная Каролина, который находится недалеко от порта Саванны. Проект стоимостью 134 млн долларов США является частью текущих усилий по модернизации сети, направленных на удовлетворение растущего спроса на линии электропередачи высокой мощности. На заводе будут производиться современные проводники, предназначенные для увеличения пропускной способности сети при одновременном повышении надежности и эффективности.  Проект соответствует более масштабным инициативам по обновлению американской энергосистемы, которые подпитываются увеличением внутреннего производства и растущей потребностью в электроэнергии от центров обработки данных с искусственным интеллектом. С помощью технологии TS Conductor коммунальные предприятия могут увеличить пропускную способность и повысить устойчивость сети к суровым погодным условиям. Как следствие, акцент на внедрение устойчивых энергетических решений продолжает стимулировать спрос на полупроводниковые устройства на основе карбида кремния благодаря их центральной роли в повышении эффективности и надежности современных энергосистем.

Тенденции рынка полупроводниковых приборов из карбида кремния

• Рост высоковольтных сетей быстрой зарядки является основной тенденцией, представляющей траекторию роста мирового рынка. Технология карбида кремния играет важную роль в развитии станций быстрой зарядки, которые необходимы для повышения эффективности обслуживания и использования электромобилей (EV). Полупроводники SiC обладают превосходной теплопроводностью в дополнение к повышенному пробивному напряжению, высокой скорости переключения и низкому сопротивлению во включенном состоянии по сравнению с устройствами на основе кремния. Эти характеристики делают преобразователи SIC более эффективными при преобразовании энергии и снижают потери энергии в приложениях с высокой мощностью, таких как быстрые зарядные устройства для электромобилей.
  
• Кроме того, использование полупроводниковых устройств из карбида кремния в новых приложениях в городской воздушной мобильности (UAM) и электрических судах. Производительность, эффективность и плотность мощности технологии SiC превосходны для этих приложений по сравнению с традиционной технологией на основе кремния. Для беспилотных летательных аппаратов с электрическим вертикальным взлетом и посадкой (eVTOL) требуется эффективная, компактная и легкая силовая электроника для управления высоковольтными операциями в экстремальных условиях. Устройства на основе SiC могут использовать более высокие частоты переключения с большей плотностью мощности при более высоких рабочих температурах, что выгодно для систем eVTOL. Следовательно, эти факторы помогают улучшить производительность, дальность полета и снизить вес, что жизненно важно для решений для UAM, что значительно ускоряет рост рынка.
  
• Кроме того, растущая склонность к эффективным центрам обработки данных и облачным вычислениям является еще одной ключевой тенденцией, которая приводит к быстрому расширению рынка. Охладители SiC требуют значительно меньше энергии для работы на полную мощность, что делает технологию SiC очень эффективной. Как и в других центрах обработки данных, в этом значительно сократились затраты на электроэнергию, эксплуатационные расходы и использование ресурсов. Они больше подходят для таких мощных применений по сравнению с традиционными устройствами на основе кремния. С ростом использования облачных технологий центры обработки данных стремятся сбалансировать потребление энергии с увеличением рабочих нагрузок. Эта проблема может быть решена с помощью SiC Semiconductors, поскольку они используют более эффективные системы преобразования энергии и управления теплом, что приводит к повышению производительности и надежности. Таким образом, растущая обеспокоенность по поводу эффективного использования энергии в центрах обработки данных и облачных вычислениях ускоряет внедрение полупроводниковых устройств на основе SiC в отрасль.
  

Анализ рынка полупроводниковых приборов из карбида кремния

В зависимости от компонента рынок сегментирован на диоды Шоттки, транзисторы на полевых транзисторах / MOSFET, интегральные схемы, выпрямители / диоды, силовые модули и другие.

• Сегмент силовых модулей в 2024 году составил 581 млн долларов США. Сегмент расширяется, потому что силовые модули SiC позволяют создавать более компактные и легкие системы питания за счет снижения требований к охлаждению. Таким образом, силовые модули завоевывают высокую популярность в электромобилях, бытовой электронике и портативных системах питания. Кроме того, широкое распространение электромобилей способствует созданию инфраструктуры для высокоскоростной зарядки электромобилей. Заряжаемое потребление силовых модулей SiC на сверхбыстрых зарядных станциях (более 800 В) является жизнеспособным при полном отсутствии или с минимальными потерями энергии.
  
• Интегральные схемы являются самым быстрорастущим сегментом, который, вероятно, достигнет 2,3 млрд долларов США в 2034 году. Стремительное распространение инфраструктуры 5G, а также растущая промышленная автоматизация резко увеличивают спрос на микросхемы SiC. Кроме того, растущее использование инфраструктуры, поддерживающей возобновляемые источники энергии, сигнализирует о еще одном важном рынке для полупроводниковых интегральных схем SiC, поскольку они используются для преобразования энергии в масштабе сети, солнечных инверторов, ветроэнергетических систем и приложений для хранения энергии.
  

В зависимости от размера пластины рынок полупроводниковых устройств из карбида кремния делится на от 1 до 4 дюймов, 6 дюймов и 8 дюймов.

• Ожидается, что в 2024 году на сегмент 6-дюймовых пластин будет приходиться 55,7% мирового рынка, поскольку 6-дюймовые пластины SiC обеспечивают лучший выход на пластину и более низкие производственные затраты на устройство, что приводит к более низким затратам производителей по сравнению с 4-дюймовыми пластинами. Кроме того, 6-дюймовые пластины все чаще используются для изготовления высоковольтных, энергоэффективных компонентов SiC для концентрированных зарядных устройств с увеличением количества зарядных станций EFI для электромобилей. Кроме того, на рынке наблюдается сдвиг в сторону использования 6-дюймовых пластин для достижения экономии за счет масштаба, что увеличивает использование в автомобильной промышленности и возобновляемой энергетике, что, в свою очередь, ускоряет рост сегмента во всем мире.
  
• Среднегодовой темп роста сегмента 8 дюймов в 2025-2034 годах составил 31,3%. 8-дюймовые пластины более экономичны из-за большей площади поверхности, что способствует увеличению количества производимых чипов на одну пластину, тем самым снижая стоимость устройства и повышая финансовую целесообразность технологии SiC. Полупроводники SiC широко используются в приложениях с напряжением до 600 В. Повышенная производительность этих силовых модулей, используемых для быстрых зарядных устройств для электромобилей, сетевых объектов и промышленного оборудования, стала возможной благодаря большему размеру пластины по сравнению с кремниевыми благодаря высокой производительности силовых модулей. Кроме того, наблюдается значительный рост экономических расходов и партнерств, направленных на повышение устойчивости цепочки поставок, что приводит к тому, что крупные производители полупроводников увеличивают производственные мощности 8-дюймовых пластин.
  

В зависимости от продукта рынок полупроводниковых устройств из карбида кремния сегментирован на оптоэлектронные устройства, силовые полупроводники и частотные устройства.

• Сегмент частотных устройств доминировал на рынке, составив 885,2 млн долларов США в 2024 году. Аэрокосмическая, оборонная и вещательная отрасли используют устройства на основе карбида кремния с радиочастотными компонентами из-за их способности работать в условиях высокой мощности и частоты. Кроме того, SiC предлагает устройства с высокой скоростью и мощностью, потому что, в отличие от кремния, они имеют лучшее напряжение пробоя, более высокую запрещенную зону и более широкую теплопроводность, что способствует росту сегмента. Более того, распространение новых технологий, таких как Wi-Fi 6, спутниковый интернет и сверхширокополосный (UWB), приводит к надежной и стабильной передаче данных, поддерживаемой частотными устройствами SiC, что значительно повышает спрос на частотные устройства.
  
• Сегмент оптоэлектронных устройств будет расти в среднем на 31,1% в течение прогнозируемого периода. Оптоэлектронные устройства на основе карбида кремния, такие как светодиоды, лазерные диоды и фотодетекторы, обладают высокой надежностью, что позволяет им работать при экстремальных температурах и в средах с высоким уровнем излучения, что делает их идеальными для использования в аэрокосмической и оборонной промышленности, а также в промышленности. Рост потребления данных, а также потребность в более быстрой передаче данных приводят к внедрению фотодетекторов и лазерных диодов на основе SiC в сетях связи для волоконной оптики. Кроме того, SiC используются в медицинском оборудовании для визуализации, биосенсорах и диагностических устройствах, обеспечивая повышенную производительность в приложениях точного обнаружения и мониторинга.
  

В зависимости от конечного пользователя, рынок полупроводниковых устройств из карбида кремния делится на автомобилестроение, энергетику и энергетику, бытовую электронику, аэрокосмическую и оборонную промышленность, медицинские устройства, устройства передачи данных и связи и другие.

• Сегмент конечных пользователей в автомобилестроении доминировал на рынке, составив 707,1 млн долларов США в 2024 году благодаря растущему использованию устройств SiC, которые делают силовые агрегаты более эффективными, минимизируют потери энергии и увеличивают срок службы аккумуляторов, что интегрировано с новыми тенденциями в области электромобилей и гибридных электромобилей. Кроме того, общая производительность системы увеличивается с увеличением дальности действия благодаря более высоким частотам переключения и меньшим потерям энергии при использовании силовых модулей и инверторов на основе карбида кремния. Кроме того, растущее принятие строгих норм выбросов и стимулов для использования электромобилей требует модернизированной автоматизации, которая является экономичной и интегрирует более низкие выбросы углерода для автопроизводителей, что сместило акцент на использование технологии SiC, что, в свою очередь, резко увеличило спрос на полупроводниковые устройства из карбида кремния в сегменте конечных пользователей в автомобилестроении.
  
• Ожидается, что рынок энергетики и электроэнергетики будет демонстрировать наибольший рост в течение прогнозируемого периода, увеличиваясь в среднем на 28% в период с 2025 по 2034 год. Компоненты SiC имеют решающее значение для интеграции интеллектуальных сетей в устаревшие инфраструктуры, модернизируемые поставщиками коммунальных услуг и правительствами для обеспечения эффективного управления электроэнергией, регулирования напряжения и минимизации потерь при передаче. Снижение энергопотребления, чему способствуют более низкие потери при переключении и повышенная устойчивость к повышенным температурам, способствуют достижению целей устойчивого развития. Кроме того, стимулирование соблюдения нормативных требований в коммунальных и промышленных отраслях в сочетании с ростом принятия стандартов, направленных на повышение эффективности, наряду с политикой, способствующей внедрению чистой энергии, смещают акцент в сторону технологии SiC, которая ускоряет рост энергетики и электроэнергии на рынке.
  

В 2024 году рынок полупроводниковых устройств из карбида кремния в США составил 505,9 млн долларов США. В США наблюдается значительный рост спроса на полупроводниковые устройства на основе карбида кремния (SiC) в связи с многофакторными инновационными технологиями и стратегическими национальными целями. В США индустрия электромобилей (EV) все больше растет, поскольку американские автопроизводители, такие как Tesla, Ford и General Motors, быстро внедряют силовую электронику SiC для повышения энергоэффективности, снижения потерь при преобразовании энергии и дальнейшего улучшения производительности своих автомобилей. Эти технологии в полупроводниках значительно улучшают конструкцию электрических силовых агрегатов, способствуя разработке более компактных, легких и энергоэффективных автомобильных систем, что помогает удовлетворить важные ожидания потребителей в отношении запаса хода и производительности зарядки. Более того, использование полупроводников SiC набирает обороты в военной и оборонной сферах. В аэрокосмической и военной сферах также используются «высокотехнологичные» полупроводниковые приборы, то есть в суровых условиях окружающей среды, что способствует расширению регионального рынка.

Ожидается, что рынок полупроводниковых устройств из карбида кремния в Германии будет расти в среднем на 28% в течение прогнозируемого периода. Рынок Германии подкрепляется растущим спросом различных отраслей промышленности на высокопроизводительную силовую электронику, что ускорило использование устройств SiC. Такие характеристики, как высокая теплопроводность и устойчивость к напряжению, ведущие устройства SiC идеально подходят для различных приложений, требующих превосходной производительности. Кроме того, рост сектора возобновляемых источников энергии является еще одним фактором, обуславливающим спрос на полупроводниковые устройства на основе SiC. Мощная политика страны Energiewende требует значительных расходов на ветровую и солнечную энергию, а также на модернизацию сети, что открывает новые рыночные возможности для передовой силовой электроники в ближайшие годы.

Ожидается, что рынок Китая будет расти в среднем на 28,2% в течение прогнозируемого периода. Такие факторы, как интеграция возобновляемых источников энергии и быстрое проникновение бытовой электроники, такой как смартфоны, планшеты, ноутбуки и другие электронные устройства. Кроме того, наблюдается рост спроса на полупроводники на основе SiC, что повышает эффективность силовых агрегатов и систем зарядки электромобилей в связи с быстрым развитием рынка электромобилей в Китае. Кроме того, растущие инвестиции со стороны центрального правительства и субсидии, поддерживаемые государством, способствовали улучшению китайской полупроводниковой промышленности, что привело к совершенствованию технологии SiC, что, в свою очередь, позволило использовать возможности роста для расширения рынка в течение расчетного периода.

Ожидается, что в 2024 году на долю Японии будет приходиться 16,1% рынка полупроводниковых устройств из карбида кремния в Азиатско-Тихоокеанском регионе. Несколько факторов, таких как появление передовых технологий, промышленная автоматизация и государственная стратегия, стимулируют спрос в Японии на полупроводниковые устройства из карбида кремния (SiC). Кроме того, сильная экосистема производства электроники в стране является еще одним ключевым фактором для внедрения полупроводников на основе SiC. Японские электронные компании все чаще используют устройства SiC в высокопроизводительных вычислениях, телекоммуникационной инфраструктуре и передовом промышленном оборудовании, что объясняет значительный рост регионального рынка.

В 2024 году на рынок Южной Кореи пришлось 1 миллиард долларов США. Южная Корея связана с быстрым развертыванием технологии 5G, которая нуждается в высокопроизводительных полупроводниках для управления большими объемами данных и частотами. Для развития телекоммуникационных сетей потребуется вспомогательная инфраструктура, предоставляемая устройствами SiC. Кроме того, экосистема производства полупроводников в Южной Корее во главе с мировыми гигантами Samsung и SK Hynix вкладывает значительные средства в исследования и производство устройств на основе SiC. Правительственные стратегии, включая поддержку исследовательских инициатив, технологическое развитие и стимулирование политики, расширяются, стимулируя внутреннюю цепочку поставок полупроводников SiC, что открывает перспективы роста для южнокорейской индустрии полупроводниковых устройств из карбида кремния.

Доля рынка полупроводниковых устройств из карбида кремния

Рынок полупроводниковых устройств из карбида кремния (SiC) консолидирован. Такие компании, как Wolfspeed, Infineon Technologies и STMicroelectronics, имеют значительное присутствие на рынке и занимают наибольшее количество рыночных долей, составляющих почти 48,7%. Эти компании имеют конкурентное преимущество благодаря своим запатентованным технологиям, а также использованию вертикальной интеграции. Их позиции также укрепляются благодаря долгосрочным контрактам на поставку и партнерству с компаниями, занимающимися автомобилестроением и возобновляемыми источниками энергии.

Рынок полупроводниковых приборов из карбида кремния постоянно развивается за счет новых инновационных продуктов, разработанных для расширения возможностей пластин из карбида кремния. Например, в сентябре 2022 года компания AIXTRON SE представила новую систему G10-SiC 200 мм для крупносерийного производства силовых устройств новейшего поколения из карбида кремния («SiC») на пластинах из карбида кремния («SiC») диаметром 150/200 мм. Международная конференция по карбиду кремния и родственным материалам (ICSCRM) объявила об этой технологии высокотемпературного CVD, которая выводит инновации на новый уровень. Ожидается, что SiC, материал с широкой запрещенной зоной, станет обычной технологией для эффективной силовой электроники. SiC помогает защите климата, значительно способствуя декарбонизации нашего современного общества.

Wolfspeed вертикально интегрированная компания по производству карбида кремния является лидером отрасли по переходу от кремния к карбиду кремния в компонентах и устройствах. Портфель компании включает в себя материал из карбида кремния, силовые модули, дискретные силовые устройства и силовые штампы, которые способствуют улучшению автомобилей, самолетов, возобновляемых источников энергии, гоночных команд, городов и многих других приложений.

STMicroelectonics является одним из лидеров отрасли в области SiC со значительным портфелем важных патентов и 25-летним опытом исследований и разработок. Будучи местом расположения крупнейших научно-исследовательских и производственных мощностей по производству SiC, Катания уже давно является важным местом для инноваций ST, эффективно помогая в создании новых методов для создания большего количества и лучших устройств на основе SiC. Портфель STMicroelectonics включает в себя SiC MOSFET STPOWER, которые имеют самую высокую температуру перехода в отрасли на уровне 200 °C для более эффективной и простой конструкции, и диоды STPOWER SiC, которые имеют незначительные потери на переключение и на 15% более низкое прямое напряжение (VF) по сравнению с обычными кремниевыми диодами.

Компании рынка полупроводниковых устройств из карбида кремния

Ведущими компаниями в отрасли полупроводниковых приборов из карбида кремния являются:

• Волчья скорость
• СТМикроэлектроника
• Технологии Infineon
• Онсеми,
• ROHM Semiconductor
  

Новости отрасли полупроводниковых приборов из карбида кремния

• В марте 2025 года RFMW, подразделение Exponential Technology Group, Inc., заключило стратегическое партнерство с CoolCAD Electronics с целью расширения своей линейки мощных и высоковольтных полупроводниковых устройств из карбида кремния (SiC). Этот контракт расширяет возможности RFMW по предоставлению клиентам передовых решений с широкой запрещенной зоной, позволяющих повысить эффективность, производительность и надежность в высокотемпературных и мощных приложениях. Широкозонные полупроводниковые транзисторы и интегральные схемы (ИС) из карбида кремния (SiC) компании CoolCAD будут распространяться компанией RFMW в рамках этого сотрудничества.
  
• В феврале 2025 года план Infineon Technologies AG по производству карбида кремния (SiC) на 200 мм значительно продвинулся. Устройства, производимые в Филлахе, Австрия, предлагают первоклассную технологию питания на основе SiC для высоковольтных приложений, таких как электромобили, поезда и возобновляемые источники энергии. Кроме того, Infineon планирует перейти от 150-миллиметровых пластин к более крупным и эффективным пластинам диаметром 200 мм на своем производственном предприятии в Кулиме, Малайзия.
  
• В июне 2024 года компания ROHM Co. Ltd., производитель силовых полупроводниковых приборов из Японии, представила название EcoSiC в качестве товарного знака для устройств на основе карбида кремния (SiC). Запуск бренда EcoSiC направлен на достижение ряда стратегических целей, включая повышение производительности, устойчивость и технологические инновации. Логотип EcoSiC является компонентом идеи брендинга ROHM «Power Eco Family», которая направлена на оптимизацию эффективности и компактности электронных приложений, а также на оказание положительного воздействия на окружающую среду.
  

Этот отчет об исследовании рынка полупроводниковых устройств из карбида кремния включает в себя углубленное освещение отрасли с оценками и прогнозами с точки зрения выручки (млн долларов США) с 2021 по 2034 год для следующих сегментов: