SiCウェハー市場規模、シェア、トレンド分析レポート：ウェハーサイズ別（2インチ、3インチ、4インチ、6インチ、8インチ、12インチ）、用途別（電力、無線周波数（RF）、その他の用途）、エンドユーザー産業別（通信、電気自動車（EV）、太陽光発電／電源／エネルギー貯蔵、産業（UPSおよびモータードライブなど）、その他のエンドユーザー産業）、地域別（北米、欧州、アジア太平洋、中東およびアフリカ、ラテンアメリカ）予測、2025年～2033年

SiCウェハー市場の成長要因

電気自動車の市場シェア拡大と高電圧EVアーキテクチャへの傾向

IEAのデータによると、2020年の米国の公共充電ステーションの数は、32,000基未満だった2015年の3倍以上になった。IEAは、政府の措置次第では、その数は10年後までに80万基から170万基へと大幅に増加すると予測している。充電時間が短く、航続距離の長い電気自動車（EV）への需要が、自動車業界の高電圧EVプラットフォームへの移行を加速させている。主要メーカーは、アウディQ6 e-Tron、ポルシェタイカン、ヒュンダイアイオニック5など、800V充電アーキテクチャを採用したモデルを発売している。

世界の自動車市場における炭化ケイ素（SiC）ウェハーの需要は、EV普及率の上昇と高電圧800V EVレイアウトへの移行により増加すると予想されている。ポルシェの高級EV「タイカン」は、大手自動車メーカー初の800Vバッテリー搭載車として2万台以上が納車された。サプライヤーであるデルファイ・テクノロジーズは、2020年9月に高級電気自動車メーカーに800Vインバーターを供給すると発表した。この供給契約は、2024年に同メーカーのEVラインナップ全体に適用される予定である。

市場抑制

拡張性、放熱、ダイおよび基板供給に対するパッケージング関連の圧力などの制約

巨大ウェハでは、単位面積あたりに利用できるダイの数が増えます。半導体製造施設やOSAT（半導体組立・テストアウトソーシング）では、より多くのダイを製造するためのスペースが確保できるため、一定期間内に製造、テスト、または組み立てられるダイの数が増えます。その結果、新製品の製造または組み立ての速度が加速します。ウェハサイズの拡大は、サプライチェーンにもいくつかの好ましい影響を与えます。STMicroelectronicsは、イタリアのカターニアとシンガポールのアンモキオにある2つの150mmウェハラインでSiC製品を製造しています。STMicroelectronicsが進めている、新しいSiC基板施設を建設し、2024年までにSiC基板の40%以上を社内で調達するという計画には、200mm SiCの量産への移行が含まれています。SiCウェハは、電気自動車やその充電インフラ、クリーン電力の製造と配電に使用できる有望な材料です。エンドユーザーアプリケーションの拡大を考慮すると、障害を克服することで、市場に大きな発展の可能性がもたらされる可能性があります。

市場機会

パワーエレクトロニクス用スイッチおよびLED照明機器におけるSiCウェハーの需要増加

製造工程では、特定のSiCウェハと基板が作製され、その後、ファブ処理によってSiCベースのパワー半導体が製造されます。電力エレクトロニクス分野では、システム内の電力の流れを変換・制御する部品として、多くのSiCベースのパワー半導体が用いられています。世界の電力インフラにおいて、パワーエレクトロニクスは極めて重要です。この技術は、コンピュータ、再生可能エネルギー（太陽光、風力）、産業機器（モータ駆動）、輸送機器（自動車、列車）（電源）などに利用されています。

SiCのもう一つの用途はLEDの製造です。交流と直流はパワーエレクトロニクスによって変換されます。パワーエレクトロニクスを小型化、高効率化、そして先進的なシリコンベースのデバイスよりもシステム全体の所有コストを低く抑えることができるワイドバンドギャップ半導体であるSiCベースのパワーエレクトロニクスへの市場移行は、輸送インフラの電化によっても推進されています。SiC半導体も同様に、その利点からますます人気が高まっています。企業は、高まる需要を満たすためにSiCパワー半導体の生産に注力しています。ボッシュはSiCパワー半導体の量産開始を発表しました。

セグメント分析

ウェハーサイズ別

2インチ、3インチ、4インチセグメントが市場への貢献度が最も高く、予測期間中に年平均成長率（CAGR）14.2%で成長すると予測されています。小型のSiCウェハは、半導体を追加するのが難しいため、メーカーにとってコストが高くなります。低炭素社会を実現するための新しい材料はSiCウェハです。シリコンウェハとは異なり、トランジスタ、ダイオードなどの半導体デバイスはシリコンウェハを使用して製造されます。SiCは、複数の電子機器に使用した場合、電力損失を50%削減します。優れた耐熱性と高電圧特性を備えているため、自動車（EV、HEVなど）、太陽光発電、およびパワーエレクトロニクスのその他の用途における高電圧、高温用途に適しています。SiC基板は現在6インチで、8インチが開発中です。しかし、4インチウェハは引き続き広く採用されています。コスト削減は大きく進んでおらず、設備の更新にはさらなる設備投資が必要です。さらに、6インチは現在、生産効率において大きな優位性を持っています。

150mm/6インチSiCウェーハの開発は、この技術の市場普及において重要な要素となっています。これにより、廃止された150mmシリコン製造ラインを再利用することが可能になり、シリコンカーバイドウェーハを必要な基準に適合させ、製造規模の経済を実現できるようになりました。バイポーラデバイスへのSiCの市場普及を促進するため、結晶欠陥の長期化を最小限に抑え、リソグラフィプロセスで必要とされる2つの重要な要素である表面形状と平坦度を制御するために、より大型で高電圧定格のデバイスが開発されました。シード選択と開発手順を微調整することで、マイクロパイプ欠陥密度を低く抑えることに成功しました。一例として、ダウコーニングはこれらの課題を解決し、加工ラインでの取り扱いに関する業界標準に準拠した反り、湾曲、厚さのばらつきを持つ150mm SiC基板を提供しました。ダウコーニングは、現在および将来の電子産業の課題を解決するために、4H-SiC 150mmウェーハを製造・販売しています。

アプリケーションによる

電力分野は市場シェアが最も高く、予測期間中に年平均成長率（CAGR）15.7%で成長すると予測されています。その主要部品の一つであるパワーエレクトロニクススイッチは、炭化ケイ素（SiC）ウェハーで作られています。これらのスイッチは大電流を流すため、SiCのような頑丈な材料で作る必要があります。熱伝導率が高く電気抵抗が低いウェハーを使用することが不可欠です。さらに、これによりスイッチのサイズと重量を削減できます。SiCウェハーに対する高い市場需要と継続的なトレンドにより、企業はSiC製造プロセスを改善してきました。基板サプライチェーンを近代化することで、高出力ソリューションに対する高まる需要に迅速に対応できる可能性があります。

さらに、シリコンの物理的・電気的特性上、性能向上は不可能であり、研究開発は投資コストの面で非常に高額で採算が合わない。シリコンカーバイドウェーハへの関心は近年高まっている。これは、この半導体が電力処理能力を向上させることができ、高電力密度と高効率を両立させることでその性能を実現できるためである。スイッチング電源、太陽光発電や風力発電用のインバータ、産業用モータ駆動装置、ハイブリッド車や電気自動車、スマートグリッドの電力スイッチングなど、SiC技術を用いた現在および将来の多くの商用アプリケーションが、世界のSiCウェーハ市場の成長に貢献している。

SiCデバイスは、携帯電話基地局や無線周波数動作においてますます使用されるようになっています。発電用の再生可能エネルギー源を促進する有利な政府政策も、市場の成長を促進すると予測されています。RF電力アプリケーションでSiC基板を使用するデバイスは、最大3億3,000万米ドルの収益を生み出しています。多くの分野での導入の増加により、売上は急増しています。軍隊、政府、民間企業は皆、最先端技術を求めて競い合っています。しかし、国土安全保障や防衛で使用されるような多くのRF機器は、商業部門ではしばしば達成できない厳しい仕様を持っています。この前提条件は、R&D能力の重要性を強調しています。無線周波数（RF）業界には、5Gやスマートフォンハードウェア、軍事、自動車産業など、いくつかの潜在的なアプリケーションがあります。直接無線通信を可能にする製品への需要と、民生用電子機器の人気上昇により、RF技術分野の開発が加速しています。これらは、SiCウェハ市場の拡大を促進する要素の一部です。

エンドユーザー業界別

通信分野は市場への最大の貢献者であり、予測期間中に年平均成長率 (CAGR) 15.7% で成長すると推定されています。技術は急速に発展しています。この技術的ニーズを満たすために、電子機器分野では SiC ウェーハの需要が高まっています。時代の最先端を行くためには、半導体業界の企業は革新的な技術を開発し、維持する必要があります。通信会社が超高速 5G ネットワークの立ち上げを急いでいるため、パワー半導体の需要が高まっています。炭化ケイ素 (SiC) ウェーハは非常に耐久性があり、耐熱性があり、高電圧に耐えることができます。その特性から、ウェーハは、エネルギー効率が重要な 5G ネットワークや電気自動車用のパワー半導体の製造によく使用されます。通信会社が猛スピードで 5G ネットワークを構築するにつれて、パワー半導体の需要は徐々に高まっています。SiC ウェーハは硬度が高く、耐熱性があり、高電圧に耐えることができます。これらの特性により、ウェーハは、エネルギー効率が重要な 5G ネットワークや電気自動車用のパワー半導体の製造ツールとして人気があります。

カーボンニュートラルとネットゼロ排出量を達成するため、いくつかの政府はガソリン車の段階的廃止の期日を設定し、自動車メーカーに電気自動車への移行を加速するよう促しています。シリコン（Si）の代わりに炭化ケイ素（SiC）と呼ばれる最先端材料がいくつかの用途で使用されています。さらに、電気自動車（EV）の効率と航続距離を向上させながら、車両全体の重量と価格を削減する試みが行われてきました。制御電子機器の電力密度の増加に伴い、EVにSiCを使用するという概念が生まれました。SiCはSiと比較してEVバッテリーの航続距離を20%延長でき、SiC充電器はエネルギー効率の向上により充電時間を30%短縮できると推定されています。電気自動車と急速充電ステーションの需要が増加するにつれて、SiCウェハの需要が増加する可能性があります。急速充電ステーションはSiCを使用しています。2024年までに世界中で330万台が展開されると予想されており、炭化ケイ素はこの市場のかなりの部分を占める可能性があります。充電器の性能に応じて、異なる充電器には異なる量の炭化ケイ素（SiC）が含まれています。

地域分析

北米：主要地域

北米は最大の収益貢献地域であり、予測期間中に年平均成長率（CAGR）15.7%で成長すると予想されています。北米は半導体製造、設計、研究における新技術導入の最前線に立っています。自動車、エネルギー、ITおよび通信、軍事および航空宇宙、家電などのエンドユーザー産業の拡大と北米のSiCウェーハ産業の成長の間には強い相関関係があります。エネルギー分野は炭化ケイ素技術のおかげで変革を遂げ、地元企業が新製品開発に投資するよう促される可能性があります。政府機関を含むいくつかのグループが、SiCウェーハを製造するための高度な製造研究に取り組んでいます。たとえば、炭化ケイ素（SiC）ウェーハの製造に使用される材料と手順を強化するために、国立再生可能エネルギー研究所（NREL）の高度製造研究者は企業や学術機関と協力しました。GaN on Silicon Carbideは魅力的な技術であるため、企業は製品革新と新製品の開発に注力しています。カナダは、大規模な電子機器・半導体産業基盤を持たない国と見なされるかもしれないが、同地域には半導体を含む、あるいは半導体を使用する製品の大きな市場が存在する。

ヨーロッパ：成長地域

予測期間中、ヨーロッパは年平均成長率（CAGR）15.5%で成長すると予想されています。ヨーロッパ大陸は現代技術の重要な推進力であり採用国であり、世界的に重要な技術センターがいくつか存在します。多くの分野で先進技術や半導体の採用が拡大しているため、市場は拡大しています。重要な部品やウェハーが外国企業から地域のプレーヤーに供給されているため、この地域の市場はさらに強化されています。主要な自動車市場の1つであるヨーロッパは、世界の自動車生産台数のかなりの部分を占めています。ACEAは、この地域で年間1,920万台以上の乗用車、バン、トラック、バスが生産されていると推定しています。この地域の27か国で、自動車メーカーが約309の車両組立・生産施設を運営しています。

さらに、この分野はEU域内で約844億米ドルの貿易黒字を生み出しています。この地域の市場は、外国企業が地域企業に重要な部品やウェハーを供給していることによって、さらに強化されています。例えば、日本のウェハーメーカーである昭和電工株式会社とドイツの半導体メーカーであるインフィニオン・テクノロジーズ社は、エピタキシャル成長を含む多種多様な炭化ケイ素（SiC）材料の供給契約を締結しました。その結果、インフィニオン・テクノロジーズ社は、SiCベース製品に対する高まる需要に、より多くの原料を供給することが可能になりました。この契約は2年間有効で、延長の可能性があります。

アジア太平洋地域は世界の半導体市場を支配しており、政府の政策にも支えられているため、世界のSiCウェハー市場において重要な地域となっています。さらに、台湾、中国、日本、韓国は世界の半導体市場のかなりの部分を占めています。同時に、タイ、ベトナム、シンガポール、マレーシアなどの国々も、この地域の市場支配に大きく貢献しています。この地域で強い存在感を示す企業としては、韓国の半導体ウェハーメーカーであり、年間売上高1兆5,420億ウォンを誇る世界トップ5のウェハーメーカーの1つであるSKシルトロンが挙げられます。

さらに、この地域は再生可能エネルギー、特に太陽光発電と風力発電の大きな市場です。この地域、特に東南アジアにおける太陽光発電インフラの導入は、各国政府の支援によって大きく促進され、市場拡大につながっています。例えば、2021年第3四半期末時点で、インドの再生可能エネルギー設備容量（水力発電を含む）は147.8GWに達し、これは総電力構成の約38%に相当します。インドは2030年までに450GWの再生可能エネルギー設備容量を建設することを目指しており、そのうち60%以上、つまり約280GWは太陽光発電によるものと見込まれています。

化合物半導体はラテンアメリカで需要が高まっている。同地域の自動車産業における需要の高まりが、半導体需要の増加を促している。メキシコの自動車製造施設の増加は、同国の産業部門に起因する。メキシコ中部では、日産、ホンダ、マツダの新しい工場が開設された。これらの企業は電気自動車を生産すると予想されており、メキシコの半導体市場を拡大させる可能性がある。電気自動車の生産はメキシコで発展途上の産業であり、半導体需要を牽引している。世界の自動車メーカーは、電気自動車を生産する工場を設立するために、メキシコへの投資をますます増やしている。

例えば、ポルシェ・メキシコのネットワーク開発およびEパフォーマンス担当マネージャーによると、ポルシェはメキシコで電気インフラシステムの構築と電気自動車の製造に取り組んでいる。同社は2022年までに電気インフラと電気自動車に60億ユーロ以上を投資する予定だ。さらに、ゼネラルモーターズはメキシコのラモス・アリスペにある製造拠点に10億ドル以上を投資すると発表した。