Informe de análisis del tamaño, la cuota de mercado y las tendencias del mercado de módulos y componentes de potencia discretos por tipo (componentes de potencia discretos, módulos de potencia), por componente (tiristor, diodo, rectificador, MOSFET, IGBT, otros), por material (SiC, GaN, otros), por sector industrial (telecomunicaciones, industria, automoción, energías renovables, consumo y empresas, militar, defensa y aeroespacial, medicina) y por región (América del Norte, Europa, Asia-Pacífico, Oriente Medio y África, Latinoamérica). Previsiones para el periodo 2023-2031.

Dinámica del mercado

Factores que impulsan el mercado global de módulos y componentes discretos de potencia.

Aumento de la demanda de módulos de electrónica de potencia en diversos sectores industriales.

La rama de la electrónica conocida como "electrónica de potenciaSe ocupa de la conversión y el control de la energía eléctrica. Las propiedades de los semiconductores de carburo de silicio, como una mayor rigidez dieléctrica y una banda prohibida más amplia, permiten su uso en electrónica de potencia. Por ejemplo, estos componentes son de suma importancia para el control de la electrónica automotriz, incluyendo el inversor principal para vehículos hidroeléctricos, el control de los asientos, el sistema de frenado, etc.

La electrónica de potencia de SiC también facilita la conversión de energía en generadores y actuadores integrados en aeronaves. La electrónica de potencia está en auge debido a su creciente uso en diversas industrias, como la electrónica de consumo, los accionamientos de motores industriales, la aviación y la automoción. Por lo tanto, resulta idónea para diversos sectores industriales gracias a su eficaz control y gestión de la potencia en procesos industriales y en el funcionamiento de dispositivos eléctricos y electrónicos. Estos factores impulsan el crecimiento del mercado.

Creciente demanda de vehículos eléctricos, vehículos eléctricos enchufables y vehículos eléctricos híbridos.

La eficiencia de la electrónica de potencia convencional, basada en tecnologías de semiconductores de silicio, suele oscilar entre el 85 % y el 95 %. Esto conlleva una pérdida de aproximadamente el 10 % de la energía eléctrica en forma de calor. La intensidad del campo eléctrico de los dispositivos de SiC es casi diez veces mayor (2,8 MV/cm frente a 0,3 MV/cm) que la de los semiconductores de silicio. Esta mayor intensidad del campo eléctrico permite aplicar una estructura de capa más delgada al sustrato de SiC. Además, la conmutación de alta frecuencia del SiC reduce la disipación de potencia en los vehículos eléctricos.

El SiC ofrece una conductividad térmica tres veces mayor que los dispositivos semiconductores basados ​​en Si puro, lo que permite su funcionamiento a temperaturas más altas. Varios proveedores del mercado han estado realizando inversiones considerables para producir soluciones basadas en SiC, debido al aumento de la demanda de vehículos eléctricos e híbridos. Grandes empresas, como Infineon Technologies, han estado realizando inversiones significativas en la producción de dispositivos de potencia, debido al crecimiento del mercado de la electromovilidad y los inversores fotovoltaicos. Por ejemplo, Infineon Technologies y Cree, Inc. firmaron un acuerdo estratégico de suministro a largo plazo para proporcionar obleas de carburo de silicio (SiC) en febrero de 2018. Por lo tanto, el crecimiento de la demanda devehículos eléctricosimpulsa el crecimiento del mercado.

Restricciones en el mercado global de módulos y componentes discretos de potencia

Falta de disponibilidad de material Gan

Los componentes de potencia basados ​​en GaN son más populares en el mercado porque permiten crear dispositivos más compactos que los de silicio para un valor de resistencia y voltaje de ruptura determinados. Sin embargo, el principal obstáculo para la comercialización a gran escala de los dispositivos de potencia de GaN es su escasa disponibilidad. Si bien algunos dispositivos de GaN son fáciles de conseguir, la selección se limita a un rango reducido. En particular, la oferta de dispositivos para voltajes superiores a 600, necesarios para fuentes de alimentación fuera de línea, es escasa. Además, la falta de especificaciones y características estandarizadas limita la adopción generalizada de los dispositivos de potencia de GaN. No existen proveedores alternativos para ninguno de los dispositivos disponibles en el mercado, lo que representa el mayor desafío para su adopción masiva.

Oportunidades en el mercado global de módulos y componentes discretos de potencia.

Iniciativas gubernamentales en HVDC y redes inteligentes

Los sistemas de transmisión de energía eléctrica de corriente continua de alta tensión (HVDC) y las redes inteligentes utilizan dispositivos de potencia de GaN. Estos dispositivos son más fiables, ofrecen una topología de red flexible, permiten un mejor ajuste de la carga y facilitan la resolución de problemas en tiempo real. Los dispositivos de potencia pueden controlar la alta tensión, ya que permiten la conmutación de alta frecuencia con mayor eficiencia. Además, los módulos de potencia se utilizan en convertidores multinivel modulares (MMC), lo que reduce las pérdidas de potencia. Por lo tanto, los convertidores con módulos de dispositivos de potencia de GaN se utilizan ampliamente en sistemas HVDC.

Además, los gobiernos de varios países, como China, Japón y Estados Unidos, invierten fuertemente en tecnología de redes inteligentes para mejorar sus redes eléctricas. Por lo tanto, se espera que todos estos factores brinden oportunidades lucrativas para el crecimiento del mercado de módulos y componentes eléctricos discretos.

Análisis regional

Según la región, el mercado mundial de módulos y componentes eléctricos discretos se divide en América del Norte, Europa, Asia-Pacífico y LAMEA (Latinoamérica, Oriente Medio y África).

Asia-Pacífico domina el mercado global.

Asia-Pacífico es el mercado global más importante de módulos y componentes eléctricos discretos.El accionista y se estima que exhibirá una CAGR del 7,2% durante el período de pronóstico. Asia-Pacífico es la región más lucrativa en términos de tasa de crecimiento para el mercado de módulos y componentes de potencia discretos debido a la disponibilidad de grandes centrales eléctricas de alta tensión, la creciente demanda de módulos de potencia y el crecimiento demográfico. Además, se estima que alrededor del 70% de la energía eléctrica total es procesada por sistemas de electrónica de potencia que incorporan componentes de potencia. Estos dispositivos se adoptan ampliamente en aplicaciones como la automoción, las centrales de energía renovable y las infraestructuras de la red eléctrica. Asimismo, estas organizaciones toman diversas iniciativas para construir infraestructura de potencia con tecnologías avanzadas. Las organizaciones de todos los sectores verticales han comprendido la importancia de los dispositivos de potencia para garantizar la gestión de la energía. La alta demanda de dispositivos de conmutación automatizados y módulos de potencia también impulsará el crecimiento del mercado.

Se prevé que Europa presente una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 6,5% durante el período de previsión.Europa es el segundo mercado más productivo a nivel mundial para módulos y componentes electrónicos de potencia. El aumento en la adopción de dispositivos de gestión de energía en la industria automotriz impulsa el crecimiento del mercado. Además, las empresas europeas han promovido activamente la concienciación sobre los dispositivos electrónicos de potencia, impulsando así el mercado. El incremento de los dispositivos electrónicos digitales y la alta adopción de vehículos eléctricos avanzados y sistemas virtuales avanzados han brindado diversas oportunidades de crecimiento para los módulos y componentes electrónicos de potencia en Europa. Se espera que el mercado experimente un rápido crecimiento en los países europeos próximamente, debido a la demanda de vehículos eléctricos avanzados. Las iniciativas gubernamentales proactivas, como las subvenciones, la adquisición de empresas más pequeñas y la adopción de dispositivos de bajo consumo energético, impulsan el crecimiento general del mercado.

Además, factores como una mayor eficiencia, durabilidad y mínima distorsión impulsan la demanda de módulos de potencia compactos. Asimismo, el aumento de la demanda de aplicaciones automatizadas y monitorización en tiempo real es otro factor que influye en la demanda de componentes de potencia en la región.

América del Norte obtiene una participación significativa en los ingresos del mercado de módulos y componentes eléctricos discretos. Esto se atribuye a la presencia de países como Estados Unidos y Canadá, donde los gobiernos están intensificando sus esfuerzos para reducir la contaminación mediante la promoción del uso de vehículos eléctricos e híbridos, que incorporan componentes eléctricos a gran escala. Además, el elevado presupuesto de defensa de Estados Unidos es otro factor que impulsa el crecimiento del mercado de módulos y componentes eléctricos discretos en la región. Las empresas estadounidenses de componentes eléctricos se benefician de la política militar internacional, ya que estos componentes se han convertido en la opción preferida para la guerra electrónica y los radares avanzados. Asimismo, el aumento en la adopción de módulos eléctricos y el incremento en las ventas de dispositivos electrónicos en América del Norte impulsan el crecimiento del mercado de módulos y componentes eléctricos discretos. Por otra parte, el aumento de la demanda de módulos eléctricos duraderos en el sector energético también contribuye al crecimiento del mercado. Por ejemplo, en octubre de 2018, Delta Electronics, Inc., una empresa de gestión de energía y térmica, anunció el programa de investigación para desarrollar un cargador rápido para vehículos eléctricos (VE) utilizando dispositivos MOSFET de carburo de silicio (SiC).

LAMEA incluye Brasil, Arabia Saudita, Sudáfrica y el resto de la región. LAMEA representa una pequeña cuota de mercado en el mercado global de módulos y componentes electrónicos de potencia, lo que ofrece oportunidades de inversión potenciales. Se prevé que el aumento de la demanda de tecnología avanzada y aplicaciones electrónicas, junto con una mayor concienciación sobre los módulos y circuitos integrados de potencia compactos, impulse la adopción del mercado de módulos y componentes electrónicos de potencia en la región.

Análisis segmentario

El mercado global se divide en dos categorías: tipo, componente, material y sector industrial.

Según el tipoEl mercado global se divide en componentes de potencia discretos y módulos de potencia.

El segmento de módulos de potencia posee la mayor cuota de mercado y se prevé que presente una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 5,3% durante el período de pronóstico. Un módulo de potencia consta de múltiples chips semiconductores montados sobre un sustrato aislado, que a su vez está montado sobre una placa base de cobre disipadora de calor. Estos módulos están disponibles en diferentes configuraciones, incluyendo medio puente, puente completo y chopper. Los módulos IGBT se utilizan ampliamente en aplicaciones industriales de alta potencia y tracción. Los módulos de potencia han experimentado un aumento en la demanda en los últimos años debido a su eficiencia y durabilidad inigualables. Representan el siguiente paso evolutivo en la gestión de energía.

Además, numerosas industrias adoptan módulos IGBT y MOSFET para operar aplicaciones de alto voltaje, como soldadoras, laminadoras y bombas de agua. La tecnología basada en IGBT se utiliza en carros en países europeos para reducir las fugas de corriente y mejorar la eficiencia. El módulo IGBT es el preferido en el panorama empresarial actual debido a su rentabilidad y facilidad de control a alto voltaje, lo que impulsa el crecimiento del mercado.

Basado en componentesEl mercado global se divide en tiristores, diodos, rectificadores, MOSFET, IGBT y otros.

El segmento IGBT es el que más contribuye al mercado y se estima que tendrá una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 7,81 % durante el período de pronóstico. El IGBT es un tipo de semiconductor de potencia que se utiliza como dispositivo de conmutación electrónica. También es un dispositivo de portadores minoritarios que permite una mayor velocidad de conmutación y ofrece una mayor eficiencia. Combina un MOSFET y un transistor de unión bipolar (BJT) en forma monolítica. Mejora la velocidad de conmutación y evita la pérdida de potencia en fuentes de energía renovables y vehículos eléctricos.

Además, el crecimiento de la electrónica de potencia en los dispositivos inteligentes se ve impulsado por una extensa investigación y desarrollo, así como por los lanzamientos de productos de los principales actores del mercado. Los transistores IGBT se utilizan ampliamente en vehículos eléctricos y sistemas industriales debido a su alta eficiencia. El aumento de la demanda de vehículos eléctricos y la creciente necesidad de dispositivos de alto voltaje impulsan la adopción de IGBT en los sectores de energía, automoción, electrónica de consumo e industria.

Basado en materialEl mercado global se divide en carburo de silicio (SiC), nitruro de galio (GaN) y otros.

El segmento de GaN domina el mercado y se prevé que crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 3,2 % durante el período de pronóstico. Los transistores de nitruro de galio (GaN) se han consolidado como una alternativa de alto rendimiento a los transistores basados ​​en silicio. Permiten fabricar dispositivos más compactos para un valor de resistencia y voltaje de ruptura determinados que los dispositivos de silicio. Estos componentes de potencia ofrecen una resistencia extremadamente baja y conmutación de alta frecuencia. Estas propiedades se aprovechan en fuentes de alimentación de alta eficiencia, vehículos eléctricos (VE), vehículos eléctricos híbridos (VEH), inversores fotovoltaicos y conmutación de radiofrecuencia (RF). Son aplicables en fuentes de alimentación para servidores, equipos informáticos, fuentes de alimentación estables y de alta eficiencia, y dispositivos VE y VEH.

El aumento de la demanda de GaN en equipos de radiofrecuencia, su creciente adopción en la industria de las telecomunicaciones y el auge de la demanda de cargadores rápidos de CA, LiDAR y sistemas de alimentación inalámbrica impulsan el crecimiento de los componentes de potencia de GaN en el mercado. Además, estos dispositivos ofrecen mayores ventajas en comparación con los dispositivos de silicio.

Basado en sectores verticales de la industriaEl mercado global de módulos y componentes eléctricos discretos se segmenta en telecomunicaciones, industria, automoción, energías renovables, consumo y empresas, sector militar, defensa, aeroespacial y médico.

El segmento industrial es el que más contribuye al mercado y se prevé que presente una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 6,5 % durante el período de pronóstico. El sector industrial global ha experimentado una transformación significativa. Gracias al poder de la infraestructura en la nube, los avances tecnológicos y el análisis de la cadena de suministro, las industrias de este sector han experimentado un fuerte crecimiento. Además, la fabricación industrial sigue siendo de vital importancia tanto para el mundo en desarrollo como para el desarrollado, debido a su enorme contribución al PIB mundial. El aumento en el uso de módulos de potencia en fuentes de alimentación conmutadas industriales de alta potencia (SMPS), sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS), variadores de frecuencia (VFD) para accionamientos de motores industriales e inversores solares de gran tamaño impulsa el crecimiento de los módulos y componentes discretos de potencia para aplicaciones industriales.