Informe de análisis del tamaño, la cuota de mercado y las tendencias del mercado de semiconductores de potencia de carburo de silicio por industria de usuario final (automoción, electrónica de consumo, TI y telecomunicaciones, militar y aeroespacial, energía, industria, otras industrias de usuario final) y por región (América del Norte, Europa, Asia-Pacífico, Oriente Medio y África, Latinoamérica). Previsiones para el período 2025-2033.

Factores de crecimiento del mercado

Creciente demanda de comunicaciones inalámbricas y productos electrónicos de consumo.

El creciente uso de dispositivos electrónicos de consumo a nivel mundial está teniendo un impacto positivo en el desarrollo del mercado. Hoy en día, una amplia variedad de productos de consumo, incluyendo dispositivos de comunicación (como teléfonos inteligentes, tabletas, relojes inteligentes y otros dispositivos), computadoras (tanto personales como corporativas con placas de circuito impreso), sistemas de entretenimiento y electrodomésticos, requieren semiconductores. Los semiconductores de potencia de carburo de silicio son necesarios debido al alto consumo de energía de dispositivos como las computadoras portátiles. Estos semiconductores contribuyen a optimizar el consumo energético de dichos dispositivos. El consumo energético global aumenta a la par que el número de dispositivos electrónicos de consumo, lo que impulsa la demanda de semiconductores de potencia de carburo de silicio.

Se prevé que la demanda de semiconductores SiC aumente a medida que la carga rápida se convierta en una característica habitual de las tabletas y los portátiles. Actualmente, son relativamente pocos los fabricantes de portátiles que ofrecen opciones de carga rápida. Además, la pérdida de calor se reducirá gracias a una mayor energía, debido al uso de semiconductores de potencia SiC en los cargadores. La tecnología Massive MIMO, que consiste en la instalación de un gran número de antenas en la estación base, es otra tecnología utilizada por las redes 5G. Por lo tanto, el 5G representará una gran oportunidad para el mercado en cuestión durante el período de proyección.

Restricción del mercado

Escasez de obleas de silicio y requisitos de accionamiento variables

A pesar de las características térmicas superiores de los semiconductores basados ​​en SiC, que les permiten conducir más energía térmica que los semiconductores basados ​​en silicio, la tecnología de encapsulado aún está en desarrollo. La mayoría de los componentes de SiC se encapsulan actualmente utilizando técnicas específicas para silicio, como la unión por hilo y la unión de chips. No obstante, estas técnicas son ampliamente accesibles, asequibles y de probada eficacia. El SiC puede encapsularse utilizando esta técnica, aunque solo resulta útil para circuitos de baja frecuencia (decenas de kHz). Además, el dispositivo de potencia basado en SiC no puede alcanzar su máximo potencial cuando se aplican altas frecuencias debido a la excesiva capacitancia e inductancia parásitas. Por consiguiente, el uso generalizado de SiC podría requerir la actualización de las instalaciones de fabricación, lo cual no es factible al ritmo actual de desarrollo.

Oportunidad de mercado

Creciente demanda de dispositivos portátiles alimentados por batería.

Los dispositivos electrónicos de consumo funcionan con tecnología de iones de litio, la mejor fuente de energía disponible actualmente. Sin embargo, estas baterías modernas presentan varias limitaciones, como la dificultad para aumentar la duración de la batería. En laboratorios de todo el mundo se están desarrollando soluciones superiores para crear baterías que consuman menos energía. La demanda de carga rápida está creciendo a medida que los fabricantes aumentan la capacidad de las baterías de sus productos. Anteriormente, las empresas incluían numerosos sensores avanzados que consumen mucha energía.

Además, fabricantes de componentes como ARM, Qualcomm y Bosch han estado lanzando agresivamente nuevos procesadores y chipsets para satisfacer la creciente demanda de los clientes. La arquitectura actualizada de los nuevos procesadores ofrece un rendimiento duradero y siempre disponible, algo que los dispositivos portátiles han echado en falta durante años. Estos avances también buscan maximizar la duración y la utilidad de la batería en diversas circunstancias. Durante el período de pronóstico, se prevé que el crecimiento del mercado se vea impulsado por la creciente necesidad de tecnologías de baterías de bajo consumo energético.

Perspectivas regionales

La región de Asia-Pacífico es el principal actor en el mercado global de semiconductores de potencia de carburo de silicio y se espera que crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 43,40 % durante el período de pronóstico. Empresas como SK Siltron, uno de los cinco principales fabricantes de obleas a nivel mundial y productor surcoreano de obleas de silicio para semiconductores, con ventas anuales de 1,542 billones de wones coreanos (el 17 % de las cuales se destinan a las ventas globales de obleas de silicio), tienen una fuerte presencia en la región. SK Siltron también adquirió por completo la división de obleas de carburo de silicio (SiC) de DuPont en marzo de 2020. Se espera que la producción de obleas de SiC de SK Siltron aumente como resultado de la adquisición, lo que confirma aún más el compromiso de la compañía con la inversión en industrias relacionadas. Para satisfacer la demanda de los consumidores, los fabricantes de semiconductores de potencia están adoptando nuevos materiales, como el carburo de silicio (SiC), que es capaz de operar a voltajes, temperaturas y frecuencias más altas, a la vez que proporciona mayor eficiencia y durabilidad. Se prevé que estas adquisiciones y fusiones en la región impulsen el crecimiento del mercado.

Tendencias del mercado norteamericano

Se prevé que Norteamérica crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 41,80 %, generando 3.898,64 millones de dólares durante el período de pronóstico. Los nuevos inversores de tracción SiC fueron desarrollados internamente por el equipo de Powertrain Power Electronics de Karma en colaboración con el Laboratorio de Sistemas Electrónicos de Potencia (P.E.S.L.A.) de la Universidad de Arkansas. Según la empresa, los nuevos inversores son adecuados para diversas industrias, incluyendo la automotriz, la aeronáutica, la ferroviaria, la agrícola y las aplicaciones industriales. Estados Unidos también ha sido pionero en el uso de tecnología de vanguardia con fines militares. El país es el que más invierte en su ejército a nivel mundial, lo que representa una gran cantidad de dinero y lo convierte en un sector de usuario final lucrativo para el mercado.

El continente europeo es un importante motor y adoptador de tecnología contemporánea, y alberga algunos de los centros tecnológicos más importantes del mundo. El mercado se expande gracias a la creciente adopción de tecnologías avanzadas y semiconductores en numerosos sectores. Muchas empresas centradas en semiconductores han mejorado gracias al creciente apoyo de los gobiernos regionales a las iniciativas de investigación y a un entorno de conexión tecnológica avanzada. El gobierno alemán se propuso aumentar el número de organizaciones de investigación a 20 000 y el de organizaciones innovadoras a 140 000 para 2020.

Latinoamérica, Oriente Medio y África se estudian dentro del resto del mundo. Debido a los avances en las industrias militares y de telecomunicaciones locales, se prevé que el mercado crezca progresivamente en estas regiones durante el período proyectado. La energía solar se utiliza en la región del Golfo para contribuir a su suministro energético. Los Emiratos Árabes Unidos tienen previsto aumentar su capacidad de producción de electricidad en aproximadamente 21 GW, y se espera que la energía solar represente el 26,1 % de la capacidad total de generación adicional. Por lo tanto, se prevé que todos los avances en los Emiratos Árabes Unidos, Arabia Saudita y Egipto generen oportunidades para el mercado en cuestión durante el período de pronóstico.

Información sobre el usuario final

El sector automotriz representa la mayor cuota de mercado y se prevé que crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 48,80 % durante el período de pronóstico. La aplicación de dispositivos de carburo de silicio (SiC) en los sistemas de propulsión de vehículos es objeto de diversas investigaciones. Sin embargo, los avances recientes la han convertido gradualmente en una solución viable.

• Por ejemplo, el SiC se utiliza actualmente en las arquitecturas de vehículos de Tesla, que emplea una solución de carga rápida. Se prevé que el número de vehículos eléctricos en circulación aumente a medida que los gobiernos sigan promoviendo las fuentes de energía renovables y los fabricantes de automóviles encuentren formas de reducir el coste de producción de sus vehículos. Los continuos avances en la tecnología de baterías, impulsados ​​por la demanda de los consumidores de baterías más pequeñas, ligeras y seguras que se carguen más rápido y duren más, desempeñan un papel fundamental para que esto sea posible. Los semiconductores de SiC son ideales para aplicaciones de vehículos híbridos enchufables (PHEV) y vehículos totalmente eléctricos, como cargadores e inversores integrados (VE).

Los semiconductores de potencia de SiC tienen una gran demanda debido a la necesidad de los fabricantes de electrónica de prolongar la duración de la batería de sus productos. La demanda de dispositivos de baja carga impulsa la expansión del mercado en este sector, ya que los fabricantes de electrónica de consumo han estado aumentando la capacidad de la batería de sus productos, que incluyen teléfonos inteligentes, dispositivos portátiles, dispositivos para el hogar inteligente, etc. El mercado de teléfonos inteligentes se ha vuelto muy competitivo recientemente. Se prevé que la carga rápida, una característica estándar en tabletas y computadoras portátiles, incremente la demanda de semiconductores de SiC.

La electrónica de potencia basada en Si es más adecuada para la gestión de energía en aplicaciones de tecnología de la información que operan a voltajes inferiores a 600 V. Los ingenieros de diseño necesitan dispositivos MOSFET de alto rendimiento y alta fiabilidad para cumplir con los exigentes objetivos de eficiencia y densidad de potencia que requieren las aplicaciones de TI y telecomunicaciones actuales. Los MOSFET de SiC aún se encuentran en las primeras etapas de penetración en el mercado, mientras que los diodos de SiC se emplean en fuentes de alimentación de alta gama para servidores y sistemas de telecomunicaciones. El SiC tiene una conductividad térmica tres veces mayor y un campo de ruptura diez veces superior al de los MOSFET de potencia. Las fuentes de alimentación de los servidores se han visto impulsadas a alcanzar niveles de eficiencia cada vez mayores con mínimas pérdidas de calor. Los centros de datos hiperescalables actuales utilizan racks de servidores de más de 30 kW y sistemas de gestión de refrigeración extremadamente avanzados para impulsar la economía digital, el big data, el IoT y la inteligencia artificial.