전력 전자 시장 규모, 점유율 및 동향 분석 보고서: 기기 유형별(개별 전력 소자, 전력 모듈, 전력 IC), 재료별(탄화규소, 질화갈륨, 사파이어, 기타), 응용 분야별(전력 관리, UPS, 운송, 신재생 에너지, 기타), 산업 분야별(통신, 산업, 자동차, 가전제품, 군사 및 방위, 에너지 및 전력, 기타) 및 지역별(북미, 유럽, 아시아 태평양, 중동 및 아프리카, 라틴 아메리카) 예측, 2025-2033년

전력 전자 시장 성장 요인

다양한 산업 분야에서 전력 전자 부품 수요 증가

"전력 전자"라고 알려진 전자 분야는 전기 에너지의 변환 및 제어와 관련이 있습니다. 실리콘 카바이드(SiC) 반도체는 더 강한 항복 전기장과 더 넓은 밴드갭과 같은 특성 덕분에 전력 전자 분야에 사용됩니다.

• 예를 들어, 이러한 소자는 전동 파워 스티어링, 수력 발전 차량의 중앙 인버터, 시트 제어 및 제동 시스템과 같은 자동차 전자 장치를 제어하는 ​​데 매우 중요한 역할을 합니다. 또한 SiC 전력 전자 장치는 항공기에 통합된 발전기 및 액추에이터의 에너지 변환을 가능하게 합니다. 산업용 모터 구동, 전력망 안정화, 소비자 가전 등 다양한 분야에서 전력 전자 사용이 증가함에 따라 전력 전자 시장이 성장하고 있습니다. 따라서 산업 현장 운영이나 전기/전자 기기 작동을 위한 효율적인 전력 제어 및 관리 기능 덕분에 다양한 산업 분야에 적합하여 전 세계 시장 성장을 촉진하고 있습니다.

전기 자동차에 전력 전자 부품 통합 증가

실리콘 반도체 기술 기반의 기존 전력 전자 효율은 일반적으로 85%에서 95% 사이입니다. 이로 인해 전기 에너지의 약 10%가 열 형태로 손실됩니다. SiC 소자의 전기장 강도는 실리콘 반도체에 비해 거의 10배(2.8MV/cm 대 0.3MV/cm) 높습니다. 이러한 높은 전기장 강도 덕분에 SiC 기판에 더 얇은 층 구조를 적용할 수 있습니다.

또한, 열 설계는 고전력 밀도 및 결과적으로 소형 시스템을 설계하는 데 있어 전력 전자 시스템에서 매우 중요한 역할을 합니다.

더욱이, SiC의 고주파 스위칭은 전기 자동차에서 전력 손실을 줄여줍니다. SiC는 순수 Si 기반 반도체 소자보다 3배 높은 열전도율을 제공하여 더 높은 온도에서 소자를 작동시킬 수 있습니다. 전기 및 하이브리드 자동차에 대한 수요 증가로 인해 여러 시장 공급업체가 SiC 기반 솔루션 설계에 상당한 투자를 해왔습니다. 따라서 전기 자동차 수요의 급증은 예측 기간 동안 시장 성장에 유리한 기회를 제공할 것으로 예상됩니다.

시장 제약

첨단 전자 장치의 복잡한 통합 프로세스

전력 전자 산업은 단일 칩에 여러 기능을 통합하는 데 중점을 두고 있어 설계가 복잡해집니다. 복잡한 장치를 설계하려면 견고한 방법론, 기술, 그리고 통합을 위한 다양한 도구가 필요하며, 이는 추가 비용을 발생시킵니다. 이러한 높은 장치 비용은 사용자들이 혁신적인 기술 장치에 대한 선호도를 바꾸는 것을 제한하는 요인이 됩니다.

새롭게 개발되는 혁신적인 기술들은 시스템에 통합될 더 많은 기능 장치에 대한 수요를 창출하여 비용을 증가시키고 있습니다. 또한, 여러 IC를 단일 장치에 통합하는 것은 작동 모드, 다양한 기능 및 작동 전압으로 인해 복잡한 작업이며, 이는 시장 성장을 제약하는 요인입니다.

시장 기회

전력 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)의 혁신

현재 전자 제품들은 전 세계적으로 판매 및 시장 침투율을 높이기 위해 다양한 기능을 갖추고 있습니다. 컴퓨터, 스마트폰, 무선 통신 및 클라우드 시스템과 같은 전자 부품의 기술 발전은 MOSFET에 수익성 있는 기회를 제공할 것으로 예상됩니다. 또한 MOSFET은 전기 자동차, 인버터 및 전원 공급 장치와 같은 응용 분야를 제어하는 ​​데 사용되는 스위칭 소자입니다. MOSFET은 낮은 스위칭 주파수를 포함한 산업 응용 분야에서 널리 사용됩니다.

이러한 요인들은 전력 전자 시장 수요에 충분한 기회를 제공할 것입니다.

지역별 시장 분석

아시아 태평양 지역은 가장 높은 매출 기여도를 보였으며, 연평균 6.9%의 성장률을 기록할 것으로 예상됩니다. 아시아 태평양 지역은 고전압 발전소의 풍부한 공급, 전력 모듈 수요 증가, 그리고 인구 증가로 인해 전력 전자 시장 점유율 측면에서 가장 높은 성장률을 보이는 지역입니다. 또한, 전체 전력 에너지의 약 70%가 전력 부품을 포함하는 전력 전자 시스템을 통해 처리되는 것으로 추산됩니다. 이러한 장치는 자동차, 신재생 에너지 발전소, 그리고 전력망 인프라에 널리 사용되고 있습니다. 이들 분야는 현대적인 전력 인프라 구축을 위해 다양한 사업을 추진하고 있습니다. 여러 산업 분야의 기업들은 전력 관리를 위해 전력 장치의 중요성을 인식하고 있습니다. 전력 모듈과 자동 스위칭 장치에 대한 수요가 증가하고 있으며, 이는 시장 성장을 가속화할 것으로 예상됩니다.

북미 시장 동향

북미는 두 번째로 큰 시장입니다.

2030년까지 예상 시장 규모가 87억 7천만 달러에 달할 것으로 추정되며, 연평균 성장률(CAGR)은 5.9%입니다. 이러한 시장 성장은 미국과 캐나다와 같이 정부가 전기차(EV) 및 하이브리드 전기차(HEV) 사용을 장려하여 대기오염을 줄이기 위한 노력을 확대하고 있는 국가들의 존재에 기인합니다. 이러한 차량에는 전력 부품이 대규모로 탑재됩니다. 또한, 미국의 막대한 국방 예산도 이 지역 전력 전자 시장 성장의 또 다른 요인입니다. 미국 기업들은 전자전 및 첨단 레이더 분야에서 전력 부품이 선호되는 추세에 따라 전력 부품 제조에 참여하고 있습니다. 더불어 북미 지역에서 전력 모듈 채택이 증가하고 전자 기기 판매량이 늘어나는 것도 전력 전자 시장 성장을 견인하고 있습니다. 나아가 전력 및 에너지 부문에서 내구성이 뛰어난 전력 모듈에 대한 수요 증가 또한 시장 성장을 촉진하고 있습니다.

유럽 시장 성장 요인

유럽은 세 번째로 큰 시장입니다.

유럽 ​​전력 전자 시장의 성장은 첨단 전기 자동차 및 가상 시스템의 도입 증가와 디지털 전자 기기 보급 확대에 힘입어 이루어졌습니다. 특히 첨단 전기 자동차에 대한 수요 급증으로 유럽 국가들의 전력 전자 시장은 빠르게 성장할 것으로 예상됩니다. 독일은 유럽에서 가장 큰 시장 점유율을 차지하고 있습니다. 소규모 기업 인수, 저전력 소비 기기 채택 증가, 그리고 정부의 자회사 설립 형태의 적극적인 정책들이 시장 성장에 기여하고 있습니다. 또한, 향상된 효율성, 내구성, 그리고 최소한의 왜곡과 같은 요소들이 소형 전력 모듈에 대한 수요를 촉진하고 있습니다. 더불어 자동화 애플리케이션과 실시간 모니터링에 대한 수요 증가는 유럽 지역의 전력 전자 부품 수요를 증대시키고 있습니다.

장치 유형 분석

장치 유형에 따라 글로벌 시장은 전력 개별 소자, 전력 모듈 및 전력 IC로 분류됩니다. 전력 모듈 부문은 시장에서 가장 큰 비중을 차지하며 예측 기간 동안 연평균 4.4%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 전력 모듈은 탁월한 효율성과 내구성 덕분에 지난 몇 년간 수요가 증가해 왔습니다. 수많은 산업 분야에서 용접기, 압연기, 워터 펌프와 같은 고전압 응용 분야를 구동하기 위해 IGBT 및 MOSFET 모듈을 채택하고 있습니다. 또한 유럽 국가에서는 전류 누설을 줄이고 효율성을 향상시키기 위해 트롤리에 IGBT 기반 기술이 적용되고 있습니다. 현재 비즈니스 환경에서 IGBT 모듈은 비용 효율적이고 고전압에서 쉽게 제어할 수 있어 선호도가 높으며, 이는 시장 성장을 촉진하고 있습니다.

더 나아가, 전력 전자 장치의 낮은 전력 소비와 경량 설계는 용접 및 기타 산업 시스템과 같은 응용 분야에서 전력 모듈의 채택을 더욱 확대하고 있습니다.

아시아 태평양 지역은 에너지 및 전력 부문에서 전력 전자 기술의 채택률이 높아 전력 모듈 시장에서 수익성이 높은 시장입니다. 소비자 가전 제품의 보급률 증가는 전력 전자 기술의 채택을 더욱 촉진하여 시장 성장을 가속화할 것으로 예상됩니다.

전력 디스크리트 부문은 두 번째로 큰 시장입니다. 전력 디스크리트는 소형화 및 낮은 스위칭 손실 덕분에 자동차 및 소비자 가전 분야에서 중요한 역할을 합니다. 모터 드라이버, 무정전 전원 공급 장치(UPS) 시스템, 유도 가열(IH) 조리기, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 스트로브 플래시 등 다양한 응용 분야의 인버터 및 전력 변환 회로에 사용됩니다. 또한 인피니언, 도시바 등 여러 기업들이 전력 디스크리트의 고에너지 및 고속 효율 향상을 위해 막대한 투자를 하고 있습니다. 또한, 더 빠른 스위칭 속도 덕분에 에어컨, 냉장고와 같은 전자 제품에서 전력 관리 칩에 대한 수요가 증가하면서 시장 성장을 견인하고 있습니다.

더욱이, 개별 전력 소자는 높은 입력 임피던스를 제공하여 고전류 및 고전압에서 쉽게 작동할 수 있습니다. 전기 자동차용 전력 모듈에 대한 수요 증가로 인해 개별 IGBT는 전기 자동차 모터에 널리 채택되고 있습니다. 따라서 이러한 모든 이점들이 가까운 미래에 시장 성장을 촉진할 것으로 예상됩니다.

재료 분석

재료별로 전 세계 시장은 탄화규소, 질화갈륨, 사파이어 및 기타로 분류됩니다. 탄화규소 부문은 시장에 가장 큰 기여를 했으며 예측 기간 동안 연평균 4.2%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 전력 반도체 시장에서 탄화규소(SiC)는 기존 실리콘 반도체에 비해 높은 항복 전기장 강도, 넓은 밴드갭, 낮은 열팽창률, 그리고 화학 반응 저항성으로 인해 유리한 위치를 차지하고 있습니다. 또한, 중국, 브라질, 인도와 같은 개발도상국에서 SiC 기반 태양광 전지에 대한 수요가 급증하면서 SiC 기반 전력 부품에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 두 번째로 큰 시장은 질화갈륨(GaN) 시장입니다. 무선 주파수 장비에서 GaN에 대한 수요 증가, 통신 산업에서 GaN 채택 증가, 그리고 AC 고속 충전기, LiDAR, 무선 전력에 대한 수요 급증이 GaN 전력 부품의 시장 채택을 견인하고 있습니다. 전기차와 하이브리드차에 필요한 GaN 전력 부품의 수요 증가로 시장 참여자들에게 수익성 높은 기회가 제공될 것으로 예상됩니다.

응용 분야 분석

글로벌 시장의 응용 분야는 전력 관리, UPS, 신재생 에너지 등을 포함합니다. 신재생 에너지 부문은 시장에서 가장 큰 비중을 차지하며 예측 기간 동안 연평균 6.3%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 에너지원을 살펴보면 신재생 에너지와 원자력 발전 부문이 가장 빠른 속도로 성장하고 있으며, 미국 에너지정보청(EIA)의 연구에 따르면 각각 연간 2.5%의 성장률을 기록하고 있습니다. 미국의 연방 에너지 관리 프로그램(FEMP)과 같은 정부 정책은 비용 효율적인 신재생 에너지 프로젝트에 대한 투자를 장려하고 있으며, 이는 신재생 에너지 시스템 도입 증가로 이어질 것으로 예상됩니다.

이는 재생 에너지 시스템에서 전력 전자 장치의 사용 증가로 인해 전력 전자 시장의 성장을 더욱 촉진했습니다.

산업 분야별 분석

산업 분야에 따라 글로벌 시장은 통신, 산업, 자동차, 재생 에너지, 소비자 및 기업, 군사 및 방위, 에너지 및 전력, 기타 부문으로 세분화됩니다. 자동차 부문은 시장에 가장 큰 기여를 했으며 예측 기간 동안 연평균 4.7%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 다양한 시장 공급업체들은 전기차 및 하이브리드 자동차에 대한 수요 증가로 인해 전력 부품 생산에 상당한 투자를 하고 있습니다.

게다가 인피니언 테크놀로지스와 같은 주요 기업들은 전기 자동차 및 태양광 인버터 시장의 성장세에 힘입어 전력 소자 생산에 상당한 투자를 해왔습니다.

• 예를 들어, 인피니언 테크놀로지스와 크리는 2018년 2월 탄화규소(SiC) 웨이퍼 공급을 위한 장기 전략적 공급 계약을 체결했습니다. 이처럼 전기 자동차 수요 급증으로 전력 전자 제조업체들에게 잠재적인 성장 기회가 창출되고 있습니다.