Marktbericht für elektronische Keramik: Größe, Marktanteil und Trendanalyse nach Material (Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Siliziumdioxid, Sonstige), Anwendung (Kondensatoren, Datenspeichergeräte, optoelektronische Bauelemente, Aktoren und Sensoren, Stromverteilungsgeräte, Sonstige), Endverbraucher (Elektronik, Automobilindustrie, Medizintechnik, Luft- und Raumfahrt, Sonstige) und Region (Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Naher Osten und Afrika, Lateinamerika) – Prognosen für 2025–2033

Wachstumsfaktoren des Marktes für elektronische Keramik

Die enorme Nachfrage der Endverbraucher nach Elektrokeramik und das Aufkommen neuester Technologien

Aufgrund ihrer hervorragenden Effizienz und flexiblen Einsatzmöglichkeiten findet die Leistungselektronik in nahezu allen modernen Systemen Anwendung. Das weltweite Wachstum des Strombedarfs treibt den Bau neuer Kraftwerke voran und erfordert damit eine umfassendere Übertragungs- und Verteilungsinfrastruktur. Darüber hinaus findet die Leistungselektronik vielfältige Anwendung in Elektromotoren, Umrichtern für Windkraftanlagen und Solarparks, Antriebssystemen für Schienenfahrzeuge, Schiffe und Baumaschinen, Halbleiterbauelementen und Solarwechselrichtern. Keramikbasierte Werkstoffe werden zudem in Steuerungen, Computern, Automatisierungstechnik sowie neuen Technologien und Geräten eingesetzt. Die Unterhaltungselektronik-, Automobil-, Telekommunikations- und Energiewirtschaft sind stark auf Kondensatoren, Sensoren und Aktoren angewiesen. Elektrokeramische Bauelemente werden in flexibler Elektronik, wie beispielsweise Kondensatoren und Sensoren, verwendet.

Aufgrund ihrer Nichtflüchtigkeit und ihres geringen Stromverbrauchs im Vergleich zu herkömmlichen Speichermedien wird für FRAMs im Prognosezeitraum eine hohe Nachfrage erwartet. Mikrocontroller auf FRAM-Basis werden für die Datenprotokollierung und Energiegewinnung eingesetzt. Darüber hinaus finden FRAM-basierte Mikrocontroller in allen Anwendungen Verwendung, die Mikrocontroller mit anderen nichtflüchtigen Speichertechnologien wie Flash oder EEPROM nutzen. Der Anstieg der Smartphone-Verkäufe ist zudem ein wesentlicher Wachstumstreiber für den globalen Markt für elektronische Keramik.

Die zunehmende Verbreitung drahtloser Technologien in verschiedenen Branchen und die Implementierung von 5G-Technologien drängen Hersteller drahtloser Lösungen zu einer deutlichen Miniaturisierung und Integration. Die Implementierung von Multi-Carrier-4G-Technologien unter Nutzung von über 65 3GPP-Frequenzbändern zwingt Hersteller drahtloser Lösungen zu höherer Leistung und Miniaturisierung ihrer Geräte, insbesondere des RFFE (Radio Frequency Front-End). Aufgrund der geänderten Betriebsfrequenzen unterscheidet sich die für 5G benötigte Infrastruktur von der für 4G. Daher werden neuartige Komponenten auf Basis von Elektrokeramik entwickelt. Fortschrittliche Keramikmaterialien kommen für 5G-Antennen, Mikrowellenschaltungen, Sensoren, Rauschunterdrückungsfilter und Leiterplattensubstrate zum Einsatz. Dies stärkt den Markt für elektronische Keramik.

Hemmende Faktoren auf dem Markt für elektronische Keramik

Die hohen Investitionskosten für die Fertigung und Integration

Elektrokeramiken sind in modernen Elektroniksystemen unersetzlich und unverzichtbar. Der Einsatz mikroelektronischer Bauelemente auf dieser Basis ermöglicht die Miniaturisierung von Geräten und Energieeinsparungen. Die gesamte Wertschöpfungskette ist jedoch kapitalintensiv und technologiegetrieben. Dies erschwert den Markteintritt neuer Wettbewerber. Zudem dominieren Unternehmen, die in Forschung und Entwicklung der Fertigung sowie in die Vorwärtsintegration investiert haben, den Markt. Diese Faktoren hemmen gemeinsam das Wachstum des globalen Marktes.

Marktchancen für elektronische Keramik

Die Entwicklung der keramischen Festkörperbatterietechnologie

Der Elektrolyt der Festkörperbatterie besteht aus Granat. Die Batterie weist eine Stromdichte von 10 Milliampere pro Quadratzentimeter auf und zeigt keine Dendritenbildung. Ihr Aufbau ähnelt zwei Schwämmen an den Enden eines dünnen Keramikseparators. Alle Komponenten sind kostengünstig. Solche Batterien bergen ein enormes Marktpotenzial für Elektrofahrzeuge. Da der Akku zudem kein Kühlsystem benötigt, ist er deutlich weniger komplex. Die Festkörper-Keramikbatterie-Technologie vereint alle Vorteile von Mehrschicht-Keramikkondensatoren (MLCC). Durch den Verzicht auf flüssige Elektrolyte besteht keine Gefahr von Auslaufen oder Verbrennung. Eine wiederaufladbare Festkörper-Keramikbatterie kann die Echtzeituhr (RTC) ein bis vier Wochen lang ohne Aufladen mit Strom versorgen. Daher wird erwartet, dass der Bedarf an MLCCs im Prognosezeitraum durch technologische Fortschritte steigen wird.

Segmentanalyse

Nach Material

Das Segment Aluminiumoxid wird voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 5,9 % wachsen und den größten Marktanteil halten. Aluminiumoxid wird üblicherweise als Aluminiumoxid bezeichnet. Seine Hauptanwendungen liegen in der Verwendung als elektronisches Substrat und in der Elektronikgehäusefertigung. Es zählt zu den wichtigsten Rohstoffen für die Substratherstellung und zeichnet sich durch einen hohen Widerstand und dielektrische Eigenschaften aus. Die Nachfrage nach Aluminiumoxid wird durch seine Verwendung als Substrat für elektronische Bauteile angetrieben. Metalle und Legierungen stellen überlegene Alternativen für elektronische Substrate dar. Derzeit werden Substrate auf Aluminiumoxidbasis in großem Umfang in der Unterhaltungselektronik, der Automobilindustrie, der Telekommunikation, im Militärbereich und in der Luftfahrt eingesetzt. Darüber hinaus begünstigen die Fortschritte in der Medizinelektronik und die steigende Nachfrage nach High-End-Computern das Wachstum dieser Produktkategorie.

Das Segment der Siliziumdioxid-Bauteile wird die höchste durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) aufweisen. Siliziumdioxid besteht aus Silizium und Sauerstoff und kommt hauptsächlich in Quarz vor. Siliziumdioxid ist ein natürlich vorkommendes und bekanntes Keramikmaterial. Als Elektronikkeramik wird es in der Kondensatorenherstellung eingesetzt. Elektrokeramische Bauteile auf Siliziumdioxidbasis zeichnen sich durch hohe thermische Stabilität und ein erhebliches Miniaturisierungspotenzial aus. Kondensatoren finden in elektronischen Schaltungen vielfältige Anwendung. Ihre Ausfallrate ist jedoch recht hoch. Im Vergleich zu anderen Keramiken weist Siliziumdioxid eine geringe Ausfallrate auf. Daher besteht der Großteil der Kondensatoren aus Siliziumdioxid.

Durch Bewerbung

Das Segment der Kondensatoren wird voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 4,5 % wachsen und den größten Marktanteil halten. Es gibt zwei Hauptarten von Keramikkondensatoren auf dem Markt: Keramikscheibenkondensatoren und Mehrschichtkeramikkondensatoren (MLCCs). Weitere Keramikkondensatoren umfassen ebenfalls Keramikscheibenkondensatoren und Mehrschichtkeramikkondensatoren. Der globale Markt für elektronische Keramik wird durch den weitverbreiteten Einsatz von Scheibenkondensatoren und Mehrschichtkeramikkondensatoren im Elektroniksektor angetrieben. Leistungselektronik, beispielsweise in militärischen, Luft- und Raumfahrt- sowie industriellen Telekommunikationssystemen, nutzt Scheibenkondensatoren, um eine hohe Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Darüber hinaus ist der Bedarf an Scheibenkondensatoren für Anwendungen wie die Datenverarbeitung gestiegen. Aufgrund der wachsenden Nachfrage nach winzigen elektronischen Geräten haben sich MLCCs zu einer der fortschrittlichsten und wettbewerbsintensivsten Kategorien auf dem Kondensatormarkt entwickelt.

Das Segment der Aktoren und Sensoren wird den zweitgrößten Marktanteil halten. Ein Aktor ist die Komponente, die die Bewegung eines Geräts steuert, indem sie elektrische, pneumatische oder hydraulische Energie in mechanische Energie umwandelt. Die Membran eines Sensors besteht aus keramischen Werkstoffen wie Aluminiumoxid. Sie dient dazu, eine Größe wie Temperatur oder Druck zu erfassen und in maschinen- oder menschenlesbare Daten umzuwandeln. Sensoren und Aktoren werden in allen Industriezweigen eingesetzt. Keramische Gassensoren detektieren hauptsächlich Gase wie Kohlenmonoxid, Sauerstoff, Stickoxide und Ethanol.

Vom Endbenutzer

Der Luft- und Raumfahrtsektor wird voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 6,4 % wachsen und den größten Marktanteil halten. Elektrokeramiken werden in zahlreichen Sensoren und elektrischen Systemen der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt. Dazu gehören Steuerungs- und Navigationssysteme für Flugzeuge und unbemannte Raumfahrzeuge sowie Stabilisierungsplattformen und Antennen. Aufgrund ihrer elektrischen, magnetischen und optischen Eigenschaften sind Elektrokeramiken in der Luft- und Raumfahrtindustrie unverzichtbar. Die Expansion von Elektrokeramiken im Luft- und Raumfahrtsektor ist abhängig von der wirtschaftlichen und politischen Lage eines Landes.

Das Elektroniksegment wird den zweitgrößten Marktanteil halten. Die Halbleiter-, Leistungselektronik- und Unterhaltungselektronikindustrie sind die Hauptabnehmer von Elektrokeramik. Der Großteil der Elektrokeramikprodukte wird in Halbleiter- und Elektrogeräten eingesetzt. Aufgrund ihrer kompakten Größe, ihres niedrigen Preises und ihrer Zuverlässigkeit sind Kondensatoren in leistungselektronischen Systemen unverzichtbar. Kondensatorhersteller konzentrieren sich auf die Miniaturisierung von Kondensatoren, um die Leistungselektronik weiter voranzutreiben. MEMS und Sensoren sind essenzielle Smartphone-Komponenten, die für eine Vielzahl von Funktionen verantwortlich sind. Das Wachstum dieses Segments wird maßgeblich durch die Expansion des Smartphone-Marktes angetrieben.

Regionale Einblicke

Asien-Pazifik: Dominante Region mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 6,4 %

Der asiatisch-pazifische Raum wird mit einem jährlichen Wachstum von 6,4 % den größten Marktanteil halten. Zu den charakteristischen Merkmalen dieser Region zählen ihre hohe Bevölkerungszahl und ihre aufstrebenden Volkswirtschaften. Das chinesische Unternehmen Huawei hat die meisten Patentanmeldungen im Zusammenhang mit 5G eingereicht. Die drei staatlich geförderten Mobilfunkbetreiber China Mobile, China Telecom und China Unicom haben 2019 in chinesischen Großstädten 5G-Dienste eingeführt. Tesla plant außerdem die Errichtung eines Designzentrums in China, das sich auf die Entwicklung neuer Elektrofahrzeugmodelle konzentrieren soll. Beide Projekte sind wichtige Investitionen in Asien, da sie dem Konzern helfen werden, seine globale Präsenz auszubauen. Tesla verfügt über das beeindruckendste Netz von Ladestationen für Elektrofahrzeuge mit 1,2 Millionen Ladepunkten, das jährlich wächst. Da aufgrund der Pandemie ein Großteil der Bevölkerung von zu Hause aus arbeitet, benötigen Unternehmen Zugang zu schnellem Internet, um effizient arbeiten zu können. Mit der zunehmenden Nutzung von 5G-Netzen wird der Bedarf an elektronischer, keramikbasierter 5G-Infrastruktur unumgänglich.

Nordamerika: Am schnellsten wachsende Region mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 5,2 %

Nordamerika wird einen Anteil von 3.071 Millionen US-Dollar halten und mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 5,2 % wachsen. Die USA, das wichtigste Land der Region, ist einer der weltweit größten Märkte für Elektronik und Halbleiter und trägt maßgeblich zum Umsatz des Marktes bei. Darüber hinaus haben die USA einen deutlich höheren Anteil an Smartphone-Besitzern als die meisten anderen Länder. In den meisten US-Amerikanern, unabhängig von ihrer demografischen Zugehörigkeit, besitzen Mobiltelefone. Neben Mobiltelefonen nutzen Amerikaner auch diverse andere Informationsgeräte, darunter Desktop- oder Laptop-Computer und verschiedene Konsumgüter. In den USA ist das 5G-Netz bereits in einigen Städten verfügbar und erweitert seine Abdeckung kontinuierlich. Infolgedessen hat der Einsatz von Elektronikkeramik zugenommen, was das Marktwachstum in der Region weiter ankurbelt.