シリコンカーバイドパワー半導体市場 サイズと展望 2025-2033

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市場成長要因

無線通信および民生用電子機器の需要増加

世界中で民生用電子機器の利用が増加していることが、市場の発展にプラスの影響を与えています。今日では、スマートフォン、タブレット、スマートウォッチなどの通信機器、PCBを搭載したコンピューター（個人用および企業用コンピューターの両方）、エンターテインメントシステム、家電製品など、多種多様な消費者製品に半導体が使用されています。ノートパソコンなどの民生用電子機器は消費電力が高いため、炭化ケイ素（SiC）パワー半導体が求められています。SiCパワー半導体は、こうした機器の消費電力削減に貢献します。世界のエネルギー消費量は民生用電子機器の数の増加に伴い増加しており、SiCパワー半導体デバイスのニーズが高まっています。

タブレットやノートパソコンで急速充電が当たり前の機能になるにつれ、SiC半導体の需要は増加すると予想されています。現在、急速充電オプションを提供しているノートパソコンメーカーは比較的少数です。さらに、充電器にSiCパワー半導体が使用されているため、エネルギー消費量の増加に伴う熱損失も低減されます。基地局に多数のアンテナを設置するMassive MIMOも、5Gネットワ​​ークで使用されている技術の一つです。そのため、5Gは予測期間中、対象市場にとって大きなビジネスチャンスとなるでしょう。

市場の制約

シリコンウェーハの不足と駆動要件の変動

SiCベースの半導体は、シリコンベースの半導体よりも多くの熱エネルギーを伝導できる優れた熱特性を備えていますが、パッケージング技術はまだ開発途上です。現在、SiCコンポーネントの大部分は、ワイヤボンディングやダイボンディングといったシリコン特有の技術を用いてパッケージングされています。これらの技術は広く利用可能で、手頃な価格であり、実績と信頼性も備えています。この技術を用いてSiCをパッケージングすることは可能ですが、低周波回路（数十kHz）にしか適していません。さらに、SiCベースのパワーデバイスは、高周波を印加すると過剰な寄生容量とインダクタンスのためにその性能を最大限に発揮できません。そのため、SiCの普及には製造設備の改修が必要になる可能性がありますが、現在の技術進歩の速度では実現不可能です。

市場機会

バッテリー駆動型ポータブルデバイスの需要の高まり

民生用電子機器は、現在開発されている中で最高の電源であるリチウムイオン技術で駆動されています。しかし、これらの最新のバッテリーには、デバイスのバッテリー寿命を延ばすなど、いくつかの制約があります。世界中の研究所では、消費電力の少ないバッテリーを開発するための優れたソリューションが開発されています。メーカーが製品のバッテリー容量を向上させるにつれて、急速充電の需要が高まっています。企業はこれまで、消費電力の大きい高度なセンサーを数多く搭載してきました。

さらに、ARM、Qualcomm、Boschなどのコンポーネントベンダーは、顧客の増大し続ける需要に応えるため、新しいCPUやチップセットを積極的にリリースしています。新しいCPUの最新アーキテクチャは、長年ポータブルデバイスに欠けていた、持続的で常時利用可能なパフォーマンスを提供します。これらの開発は、様々な状況下でバッテリー寿命と実用性を最大限に高めることも目的としています。予測期間中、エネルギー効率の高いバッテリー技術への需要の高まりが市場の成長を後押しすると予想されます。

エンドユーザーインサイト

自動車セクターは市場シェアが最も大きく、予測期間中に48.80%のCAGRで成長すると予想されています。車両のパワートレインへのシリコンカーバイド（SiC）デバイスの適用は、現在研究が進められていますが、近年の開発により、徐々に実用的なソリューションとなりつつあります。

• 例えば、SiCは現在、急速充電ソリューションを採用しているテスラの車両アーキテクチャに使用されています。各国政府が再生可能エネルギー源の推進を継続し、自動車メーカーが車両生産コストの削減策を模索するにつれて、路上を走る電気自動車の数は増加すると予想されています。より小型、軽量、安全で、より急速充電と長寿命を実現するバッテリーを求める消費者の需要に支えられたバッテリー技術の継続的な進歩は、その実現に重要な役割を果たしています。 SiC半導体は、プラグインハイブリッド（PHEV）アプリケーションや、オンボードチャージャーやインバーターなどの完全電気自動車（EV）に最適です。

SiCパワー半導体は、電子機器メーカーが製品のバッテリー寿命を延ばす必要性から、高い需要があります。スマートフォン、ウェアラブルデバイス、スマートホームデバイスなど、家電メーカーが製品のバッテリー容量を拡大しているため、低充電デバイスの需要がこの業界の市場拡大を牽引しています。スマートフォン市場は近年、非常に競争が激しくなっています。タブレットやノートパソコンの標準機能である急速充電は、SiC半導体の需要を高めると予想されています。

Siベースのパワーエレクトロニクスは、600V未満の電圧で動作する情報技術アプリケーションの電力管理に適しています。設計エンジニアは、現代のITおよび通信アプリケーションで求められる厳しい効率と電力密度の目標を満たすために、高性能で信頼性の高いMOSFETデバイスを必要としています。 SiC MOSFETはまだ市場浸透の初期段階にありますが、SiCダイオードはサーバーや通信システム向けのハイエンド電源に採用されています。SiCはパワーMOSFETに比べて熱伝導率が3倍、絶縁破壊電界は10倍も大きいため、サーバー電源は熱損失を最小限に抑えながら、これまで以上に高い効率を実現することが求められています。今日のハイパースケールデータセンターでは、30kWを超えるサーバーラックと極めて高度な冷却管理システムが活用され、デジタル経済、ビッグデータ、IoT、人工知能（AI）の推進力となっています。

地域別インサイト

アジア太平洋地域は、世界のシリコンカーバイドパワー半導体市場における最大のシェアを占めており、予測期間中に年平均成長率（CAGR）43.40%で成長すると予想されています。世界トップ5の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（うち17%が世界のシリコンウェーハ売上高）を誇る韓国の半導体シリコンウェーハメーカーであるSK Siltronのような企業が、この地域に多く存在しています。SK Siltronは、2020年3月にデュポン社のシリ​​コンカーバイドウェーハ（SiCウェーハ）部門を完全買収しました。この買収により、SK SiltronのSiCウェーハ生産量は増加すると予想されており、関連業界へのさらなる投資に対する同社のコミットメントをさらに裏付けています。消費者の需要に応えるため、パワー半導体メーカーは、より高い電圧、温度、周波数で動作し、効率と耐久性も向上するシリコンカーバイド（SiC）などの新素材を採用しています。この地域におけるこれらの買収や合併は、市場の成長を牽引すると予想されています。

北米市場動向

北米は、予測期間中に年平均成長率（CAGR）41.80%で成長し、38億9,864万米ドルの市場規模に達すると予測されています。新しいSiCトラクションインバータは、Karma社のパワートレイン・パワーエレクトロニクスチームがアーカンソー大学パワーエレクトロニクスシステム研究所（P.E.S.L.A.）と共同で開発しました。同社によると、これらの新しいインバータは、自動車、航空、鉄道、農業、産業用途など、様々な産業に適しています。米国はまた、最先端技術を軍事用途に活用する先駆者でもあります。ドイツは世界で最も多くの軍事費を投じており、その額は莫大な額に上るため、市場にとって収益性の高いエンドユーザー産業となっています。

ヨーロッパ大陸は、現代技術の重要な推進力と導入源であり、世界で最も重要な技術センターのいくつかを擁しています。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。多くの半導体関連企業は、地域政府による研究イニシアチブへの支援の拡大と、先進技術との連携環境の整備により、業績を伸ばしています。ドイツ政府は、2020年までに研究機関の数を2万、革新的な組織の数を14万に増やすことを目標としています。

ラテンアメリカ、中東、アフリカは、世界のその他の地域として調査対象としています。これらの地域では、現地の軍事産業と通信産業の発展により、市場は予測期間を通じて着実に成長すると予想されています。湾岸地域では、エネルギー需要を満たすために太陽エネルギーが利用されています。アラブ首長国連邦（UAE）は、発電能力を約21GW増強する計画で、太陽光発電は総発電能力の26.1%を占めると予想されています。したがって、UAE、サウジアラビア、エジプトにおけるあらゆる進歩は、予測期間中に対象市場にチャンスをもたらすと予想されます。

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シリコンカーバイドパワー半導体市場のトップ競合他社

1. Infineon Technologies AG
2. Texas Instruments Inc.
3. ST Microelectronics NV
4. NXP semiconductor
5. ON Semiconductor Corporation
6. Renesas electronic corporation
7. Broadcom Limited
8. Hitachi Power Semiconductor Device Ltd
9. Toshiba Corporation
10. Mitsubishi Electric Corporation
11. Fuji Electric Co. Ltd
12. Semikron International
13. Cree Inc

最近の開発状況

• 2022年10月 - STマイクロエレクトロニクスは、イタリアにシリコンカーバイド（SiC）基板の統合製造施設を建設します。STの顧客は、電動化と高効率化の進展に伴い、自動車および産業用アプリケーション全体にわたるSiCデバイスの需要拡大に対応します。
• 2021年4月 - ニューヨーク州立大学工科大学（SUNY Poly）からスピンオフしたNoMIS Power Groupは、電力管理製品開発者を支援するため、SiCパワー半導体デバイス、モジュール、およびサービスの設計、製造、販売を計画していると発表しました。