SiCウェーハ市場 サイズと展望 2025-2033

このレポートについてさらに詳しく知るには 無料サンプルをダウンロード

SiCウェーハ市場の成長要因

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トレンド

IEAのデータによると、2020年の米国における公共充電ステーションの数は、2015年の3万2000カ所未満と比べて3倍以上に増加しました。IEAは、政府の施策次第では、この数は2020年代末までに80万カ所から170万カ所へと大幅に増加すると予測しています。充電時間が短く、航続距離が長い電気自動車（EV）の需要が高まり、自動車業界における高電圧EVプラットフォームへの移行が加速しています。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搭載したモデルをリリースしています。

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、世界の自動車市場におけるシリコンカーバイド（SiC）ウェハの需要は増加すると予想されています。大手自動車メーカーとして初めて800Vバッテリーを搭載したポルシェの高級EV「タイカン」は、2万台以上が納入されました。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ました。この供給契約は、2024年にメーカーのEVラインナップ全体に適用される予定です。

市場の制約

スケーラビリティ、放熱性、パッケージング関連のダイおよび基板供給への圧力といった制約

巨大なウェーハでは、単位面積あたりのダイ数が増えます。半導体製造施設やOSAT（半導体組立・テストのアウトソーシング企業）では、より多くのダイを製造できるスペースがあるため、一定期間内により多くのダイを製造・テストまたは組み立てることができます。その結果、新製品の製造・組み立て速度が加速します。ウェーハサイズの大型化は、サプライチェーンにも好ましい影響を与えます。STマイクロエレクトロニクスは、イタリアのカターニアとシンガポールのアンモキオで、2つの150mmウェーハラインを用いてSiC製品を生産しています。 STマイクロエレクトロニクスは、2024年までにSiC基板の新工場を建設し、SiC基板の40%以上を自社調達するという計画を進めており、この計画には200mm SiC量産への移行も含まれています。SiCウエハは、電気自動車やその充電インフラ、そしてクリーン電力の生産・供給において有望な材料として注目されています。エンドユーザー向けアプリケーションの拡大を考えると、これらの課題を克服することで、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スイッチおよびLED照明デバイスにおけるSiCウエハの需要増加

製造プロセスでは、特定のSiCウエハと基板が作成され、その後、ファブプロセスを経てSiCベースのパワー半導体が製造されます。システム内の電気の流れを変換・調整するコンポーネントであるパワーエレクトロニクスでは、多くのSiCベースのパワー半導体が採用されています。世界中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な役割を果たしています。この技術は、コンピューター、再生可能エネルギー（太陽光、風力）、産業（モーター駆動）、輸送（自動車、電車）（電源）に活用されています。

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圧または変換されます。SiCベースのパワーエレクトロニクスへの市場移行は、先進的なシリコンベースのデバイスよりも小型で高効率、そしてシステムレベルの総所有コストの低減を可能にするワイドバンドギャップ半導体であり、交通インフラの電化によっても推進されています。SiC半導体は、その利点からますます人気が高まっています。企業は、増大する需要に応えるため、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

ウェーハサイズ別

2インチ、3インチ、4インチのセグメントは市場への最大の貢献者であり、予測期間中に14.2%のCAGRで成長すると予測されています。SiCウェーハはサイズが小さいほど、半導体の追加搭載が困難になるため、メーカーにとって追加コストが高くなります。低炭素社会を実現するための新素材がSiCウェーハです。シリコンウェーハとは異なり、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ーハを用いて製造されます。SiCは、複数の電子機器に搭載することで電力損失を50%まで低減します。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、その他のパワーエレクトロニクス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インチも開発中です。しかし、4インチウェーハは依然として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、設備の更新には更なる設備投資が必要です。さらに、6インチウェーハは現在、生産効率の面で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大きく貢献しました。これにより、廃止された150mmシリコン生産ラインを再利用し、必要な基準を満たすSiCウェーハを製造できるようになり、製造規模の経済性を実現しました。バイポーラデバイス用SiCの市場普及を促進するため、長期結晶欠陥を最小限に抑え、リソグラフィープロセスに不可欠な2つの重要な要素である表面形状と平坦性を制御するために、より高電圧定格のデバイスが開発されました。低いマイクロパイプ欠陥密度は、シードの選択と開発手順を微調整することでうまく管理されました。例えば、ダウコーニングはこれらの困難を解決し、プロセスラインでの取り扱いに関する業界標準に準拠した、反り、曲がり、厚さのばらつきに関するメトリクスを備えた150mm SiC基板を提供しました。現在および将来のエレクトロニクス業界の課題を解決するため、ダウコーニングは4H-SiC 150mmウェーハを製造・販売しています。

用途別

電力分野は最も高い市場シェアを占めており、予測期間中は15.7%のCAGRで成長すると予測されています。重要な部品の一つであるパワーエレクトロニクススイッチは、シリコンカーバイドウェーハで作られています。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。これは、優れた熱伝導性と低い電気抵抗を持つウェーハを使用することに不可欠です。さらに、これらのスイッチの小型軽量化も実現します。SiCウェーハ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製造プロセスの改善に取り組んできました。高出力ソリューションへの高まる需要に迅速に対応するため、基板サプライチェーンを近代化する必要があるかもしれません。

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、研究を行うには法外な費用がかかり、投資コストの観点から採算が取れません。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ます。これは、この半導体単体で電力処理能力を高めることができ、その動作は高電力密度と優れた効率性を組み合わせることで実現されるためです。スイッチング電源、太陽光発電および風力発電用インバータ、産業用モーター駆動装置、HEVおよびEV車両、スマートグリッド電力スイッチングなど、SiC技術を使用した多くの既存および今後の商用アプリケーションが、世界的なSiCウェーハ市場の成長に貢献しています。

SiCデバイスは、携帯電話基地局や無線周波数アプリケーションでますます利用されています。発電用再生可能エネルギー源を促進する政府の好ましい政策も、市場の拡大を予測しています。RF電力アプリケーションでSiC基板を使用したデバイスは、最大3億3,000万米ドルの収益を生み出しています。様々な分野への導入増加により、売上は急増しています。軍隊、政府、民間企業は、いずれも最先端の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に使用されるものなど、多くのRF機器は、民間部門ではしばしば達成できない厳格な仕様を有しています。この前提条件は、研究開発能力の重要性を強調しています。無線周波数（RF）業界は、5Gやスマートフォンのハードウェア、軍事、自動車産業など、様々な潜在的な用途を秘めています。直接的な無線通信を可能にする製品の需要と、民生用電子機器の人気の高まりが、RF技術分野の発展を加速させています。これらは、SiCウェー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15.7%のCAGRで成長すると予測されています。技術は急速に発展しており、この技術的ニーズを満たすため、エレクトロニクス分野ではSiCウェーハの需要が高まると考えられます。半導体業界の企業は、時代を先取りするために革新的な技術を開発し、維持していく必要があります。通信会社が超高速5Gネットワ​​ークの立ち上げを急ぐ中、パワー半導体の需要は高まっています。炭化ケイ素（SiC）ウェーハは、耐久性、耐熱性、高電圧への耐性に優れています。これらの特性から、ウェーハはエネルギー効率が極めて重要な5Gネットワ​​ークや電気自動車向けのパワー半導体の製造に広く利用されています。通信会社が超高速5Gネットワ​​ークを構築するにつれ、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、高電圧にも耐えることができます。これらの特性から、ウェーハはエネルギー効率が極めて重要な5Gネットワ​​ークや電気自動車向けのパワー半導体の製造に広く利用されています。

カーボンニュートラルとネットゼロエミッションを達成するため、いくつかの政府はガソリン車の段階的廃止の期限を設定し、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。シリコンカーバイド（SiC）と呼ばれる最先端材料が、シリコン（Si）の代わりに様々な用途で採用されています。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も行われています。制御電子機器の電力密度の向上に伴い、EVにSiCを採用するという構想が生まれました。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高まるにつれて、SiCウェハの需要も増加する可能性があります。急速充電ステーションはSiCを採用しており、2024年までに世界で330万台が配備されると予想されており、シリコンカーバイドはこの市場のかなりの部分を占める可能性があります。充電器の容量に応じて、充電器に含まれるSiCの量は異なります。

地域分析

北米：主要地域

北米は収益への最大の貢献国であり、予測期間中に15.7%のCAGRで成長すると予想されています。北米は、半導体の製造、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・通信、軍事・航空宇宙、民生用電子機器といった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との間には強い相関関係があります。エネルギー部門は炭化ケイ素技術によって変革を起こす可能性があり、地元企業の新製品開発への投資を促しています。政府機関を含む複数の団体が、この分野でSiCウェーハ製造のための先進製造研究に取り組んでいます。例えば、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改善するため、国立再生可能エネルギー研究所（NREL）の先進製造研究者は、企業や学術機関と協力しました。 GaN on SiC（シリコンカーバイド上GaN）は魅力的な技術であるため、企業は製品イノベーションと新製品の開発に注力しています。カナダは電子機器や半導体の基盤がそれほど大きくない国だと考えられるかもしれませんが、この地域には半導体を含む、または使用する製品の大きな市場があります。

ヨーロッパ：成長地域

ヨーロッパは予測期間中、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、導入者でもあり、世界中に重要な技術拠点がいくつか存在します。多くの分野における先進技術と半導体の導入の増加により、市場は拡大しています。この地域の市場は、重要な部品やウェハが外国企業から地域の企業に供給されていることで、さらに強化されています。主要な自動車市場の一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（欧州自動車工業会）は、この地域で年間1,920万台以上の自動車、バン、トラック、バスが生産されていると推定しています。この地域では、27か国に約309の自動車組立・生産施設が自動車メーカーによって運営されています。

さらに、このセクターはEU圏で約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、日本のウェハメーカーである昭和電工株式会社とドイツの半導体企業であるインフィニオンテクノロジーズAGは、エピタキシャル成長を含む幅広い炭化ケイ素（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AGは、より多くのベース材料でSiCベース製品への需要の高まりに対応できるようになりました。この契約は2年間有効で、延長の可能性もあります。

アジア太平洋地域は世界の半導体市場を支配しており、政府の政策による支援も受けているため、世界のSiCウェハ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、韓国の4か国は、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、マレーシアといった国々も、この地域の市場支配に大きく貢献しています。この地域で強力なプレゼンスを持つ企業には、韓国の半導体ウェーハメーカーであり、年間売上高1兆5,420億韓国ウォンを誇る世界トップ5のウェーハ生産企業であるSK Siltronなどが挙げられます。

さらに、この地域は再生可能エネルギー、特に太陽光と風力エネルギーの大きな市場です。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、各国政府の支援も大きく、市場拡大を促進しています。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（水力発電プロジェクトを含む）は147.8GWに達し、総発電量の約38%を占めています。同国は2030年までに450GWの再生可能エネルギー設備容量の建設を目指しています。その容量の60%以上、つまり約280GWは太陽光発電から供給されると予想されています。

ラテンアメリカでは化合物半導体の需要が高まっています。この地域の自動車産業の需要増加が、半導体需要の伸びを加速させています。メキシコの自動車製造施設の成長は、その産業セクターに起因しています。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ました。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が拡大する可能性があります。電気自動車の生産はメキシコで成長産業であり、半導体需要を牽引しています。世界の自動車メーカーは、電気自動車を生産するための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ます。

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携わっています。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です。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の製造工場に10億ドル以上を投資すると発表した。

地域別成長の洞察 無料サンプルダウンロード

SiCウェーハ市場のトップ競合他社

1. Wolfspeed Inc.
2. II-VI Incorporated
3. Dow
4. STMicroelectronics (Norstel AB)
5. Showa Denko KK
6. Shin-Etsu Chemical Co. Ltd
7. SK Siltron Co. Ltd
8. SiCrystal GmbH
9. TankeBlue Co. Ltd
10. Semiconductor Wafer Inc.

最近の開発状況

• 2022年3月 - II-VI Incorporatedは、ペンシルベニア州とスウェーデンの工場を大規模に拡張し、シリコンカーバイド基板およびエピタキシャルウェーハ製造への投資を加速しました。
• 2022年4月 - Wolfspeedは、世界最大の200mmシリコンカーバイドファブを開設し、待望のデバイス生産を可能にしました。