Интеллектуальный рынок модулей питания SIZE AND SHARE ANALYSIS - GROWTH TRENDS AND FORECASTS (2024-2031)

Интеллектуальный рынок модулей питания Size and Trends

Глобальный рынок интеллектуальных модулей мощности оценивается как 2,08 млрд долларов США в 2024 году Ожидается, что он достигнет $4,53 млрд к 2031 году, демонстрирует совокупный годовой темп роста (CAGR) 11,8% с 2024 по 2031 год. Интеллектуальные силовые модули используются в различных промышленных и автомобильных приложениях, таких как приводы двигателей, источники питания, освещение, потребительская электроникаи другие. Достижения в области электромобилей и растущее внедрение Возобновляемая энергетика Они подпитывают рост рынка.

To learn more about this report, request sample copy

Рынок интеллектуальных модулей питания в ближайшие годы ожидает значительный рост. Основными факторами, стимулирующими это расширение, являются растущий спрос на электромобили и повышенный акцент на энергоэффективность, которые стимулируют внедрение этих передовых модулей питания.

Кроме того, растущая популярность потребительской электроники и достижения в области технологий генерации возобновляемой энергии создают новые возможности для интеллектуальных поставщиков модулей питания. Ожидается, что эти новые тенденции создадут значительные возможности для игроков рынка расширить свой охват и задействовать новые потоки доходов.

Растущее внедрение электромобилей

Автомобильная промышленность переживает быстрый переход к электрификации. Автопроизводители по всему миру активно инвестируют в разработку электромобилей, чтобы соответствовать строгим нормам выбросов. Электромобили требуют оптимального управления силовой электроникой для эффективного управления различными функциями, такими как управление двигателем, зарядка аккумулятора и бортовое управление энергией. Интеллектуальные силовые модули играют решающую роль в электрических трансмиссиях, поскольку они позволяют компактно интегрировать и эффективно контролировать компоненты с высоким током и высоким напряжением. Ожидается, что внедрение электромобилей, таких как гибриды, подключаемые гибриды и полностью аккумуляторные EV, значительно увеличится в ближайшие годы из-за поддерживающей политики правительства и снижения цен на батареи. Это будет стимулировать значительный спрос на передовые интеллектуальные силовые модули, специально разработанные для автомобильных приложений. Производители разрабатывают инновационные IPM на основе IGBT и MOSFET с улучшенными тепловыми характеристиками и высокой пропускной способностью тока для электрических силовых агрегатов. Растущая революция в электромобильности останется ключевым драйвером роста рынка интеллектуальных модулей питания в долгосрочной перспективе.

Market Concentration and Competitive Landscape

Get actionable strategies to beat competition: Get instant access to report

Расширение интеграции возобновляемой энергетики

Во всем мире все больше внимания уделяется интеграции более чистых и возобновляемых источников в энергетический баланс, чтобы уменьшить зависимость от ископаемого топлива. Это предполагает значительные инвестиции в проекты солнечной и ветровой энергетики. Интеллектуальные энергетические модули являются незаменимым решением для эффективного управления и контроля электроэнергии, вырабатываемой из возобновляемых источников энергии. Они позволяют оптимизировать отслеживание максимальной мощности солнечных инверторов и максимизировать выход энергии. IPM также являются жизненно важными компонентами в ветровых турбинах, решениях для хранения энергии и приложениях для микросетей. Быстрое расширение мировой солнечной и ветровой энергетики привело к увеличению спроса на надежные полупроводники большой мощности с компактными размерами. Растущий переход к возобновляемым источникам энергии будет продолжать способствовать росту возможностей на рынке интеллектуальных модулей питания.

Ключевые выводы аналитика:

Основными движущими силами глобального рынка интеллектуальных модулей питания являются растущее внедрение электромобилей и растущее проникновение возобновляемых источников энергии, что открывает новые возможности для развертывания ИПМ. Рост спроса на бытовую электронику и бытовую технику является еще одним ключевым фактором, способствующим развитию этой отрасли. Однако высокие первоначальные инвестиционные затраты, связанные с интеграцией ПИМ, могут помешать более широким темпам внедрения в ближайшей перспективе.

Принятие в промышленных секторах и разработка предложений IPM с большей плотностью мощности, более высокой эффективностью и улучшенной защитой являются одними из тенденций, на которых фокусируются игроки рынка. Рынок также демонстрирует растущую консолидацию с ведущими компаниями, стремящимися расширить портфель путем слияний и поглощений. В целом, поскольку такие технологии, как электромобили, возобновляемые источники энергии и автоматизация производства, продолжают расти во всем мире, индустрия интеллектуальных модулей питания имеет большие перспективы для устойчивого расширения во всем мире.

Проблемы рынка: Высокая стоимость производства

Высокая стоимость производства является одним из основных факторов, сдерживающих рост глобального рынка интеллектуальных модулей питания. Интеллектуальные силовые модули требуют сложных процессов изготовления и упаковки полупроводников, что делает их производство довольно дорогим. Эти модули обычно включают в себя встраивание силовых полупроводников, таких как биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT), транзистор с полевым эффектом металл-оксид-полупроводник (MOSFET) и диоды на небольшой пакет вместе с приводом затвора и схемой защиты. Процедуры сборки включают точное размещение штампов, проволочное склеивание, инкапсуляцию и различные этапы тестирования, которые увеличивают общие производственные затраты. Кроме того, использование передовых материалов, таких как керамика и соединения для подложки и инкапсуляции, еще больше увеличивает расходы.

Капитальные вложения, необходимые для создания производственной линии для интеллектуальных модулей питания, также довольно высоки. Продвинутое производственное оборудование, необходимое для истончения пластин, набивки, упаковки и различных внутренних процессов, стоит миллионы долларов. Эти большие первоначальные затраты негативно влияют на экономию за счет масштаба на ранних стадиях. Кроме того, достижение высокой урожайности при массовом производстве является сложной задачей, учитывая минимальные допуски. Даже небольшие дефекты могут привести к утилизации целых модулей, что снижает маржу для производителей. Это делает интеллектуальные силовые модули менее прибыльными для производства, пока объемы продаж не превысят определенный порог.

Возможности рынка: внедрение IoT-устройств

Широкое распространение устройств Интернета вещей (IoT) открывает большие возможности для глобального рынка интеллектуальных модулей питания в ближайшие годы. По мере того, как все больше «умных» устройств и приборов будут подключаться к Интернету, будет расти потребность в модулях питания, которые могут эффективно и надежно контролировать доставку энергии на эти сетевые устройства.

Развертывания IoT растут в различных секторах, таких как промышленная автоматизация, автомобилестроение, здравоохранение, потребительская электроника и т. Д. С ростом внедрения конечных точек IoT спрос на интеллектуальные модули питания с расширенным управлением питанием, улучшенной защитой и оптимизированной производительностью также значительно возрастет. Большинство современных IoT-устройств полагаются на силовые модули не только для получения энергии, но и для эффективного управления энергопотреблением, что имеет решающее значение для продления их срока службы, а также снижения затрат на электроэнергию.

Discover high revenue pocket segments and roadmap to it: Get instant access to report

Insights, By Power Device - технологическое превосходство IGBT стимулирует его доминирование на рынке

По оценкам, сегмент IGBT в 2024 году будет занимать 62,7% рынка благодаря своим технологическим преимуществам перед другими устройствами. IGBT обеспечивают высокую мощность проводимости наряду с быстрыми скоростями переключения. Высокая проводимость интеллектуальных энергетических модулей позволяет им эффективно функционировать в приложениях, требующих значительных выходов энергии, таких как электромобили, промышленные системы управления двигателями и оборудование для преобразования возобновляемой энергии. По сравнению с другими силовыми устройствами, такими как MOSFET или тиристоры, IGBT (биполярные транзисторы с изолированными затворами) испытывают значительно более низкие потери проводимости, что приводит к повышению тепловой эффективности, что позволяет им обрабатывать значительные нагрузки без перегрева.

Кроме того, IGBT могут достигать высоких частот переключения до 20 кГц, что хорошо подходит для применения в управлении двигателем и источниках питания. Их способность к быстрому переключению минимизирует потери мощности во время переходов напряжения, тем самым повышая общую эффективность преобразования мощности. Достижения в технологиях IGBT, таких как траншейные ворота и полевые стопорные конструкции, еще больше увеличили скорость их переключения.

Производители продолжают внедрять инновационные разработки и производственные процессы микросхем IGBT, чтобы максимизировать производительность устройства, позволяя интеллектуальным модулям питания обеспечивать более высокую плотность мощности и более низкие системные затраты. Широкое распространение интеллектуальных модулей питания IGBT связано с их гибкостью в нескольких областях применения. Производители могут адаптировать модули IGBT в соответствии с конкретными требованиями к напряжению и току различных нагрузок, используя универсальность IGBT для разработки специализированных модулей, оптимизированных для электромобилей, солнечных инверторов, промышленных органов управления двигателями, сварочного оборудования и других систем. Наличие модулей IGBT в стандартных и индивидуальных вариантах пакетов расширяет их потенциал использования, предоставляя им конкурентное преимущество в обслуживании широкой клиентской базы.

Insights, By Voltage Rating - от 600 В до 1199 В Сегмент правит Supreme благодаря оптимизированному дизайну для основных приложений

По оценке Voltage Rating, сегмент от 600 В до 1199 В в 2024 году займет 41,3% рынка благодаря оптимизированному дизайну для многих основных приложений. Диапазон напряжения от 600 В до 1199 В хорошо подходит для приложений, использующих средние показатели мощности, такие как двигатели, оборудование промышленной автоматизации, инверсия солнечной и ветровой энергии и источники питания сервера.

600 В до 1199 Диапазон напряжения V обеспечивает идеальный баланс проводимости и коммутационных возможностей, необходимых для управления и преобразования мощности в различных промышленных процессах и системах. Модули в этом сегменте напряжения могут эффективно справляться со значительными нагрузками мощности без необходимости сложной схемы или чрезмерных размеров и затрат. Важно отметить, что рейтинги напряжения в этом диапазоне не налагают серьезных потерь проводимости или переключения, которые обычно вызывают более высокие напряжения.

Кроме того, многие промышленные системы стандартизировали свои конструкции от 600 до 1200 V шинных архитектур за десятилетия использования, создавая укоренившийся стандартный подход, который обеспечивает надежные, проверенные и масштабируемые системные архитектуры. Это позволяет разработчикам систем минимизировать усилия по реинжинирингу и облегчает модернизацию или расширение существующей инфраструктуры. Использование 600 В до 1199 V модульный сегмент, системные дизайнеры могут использовать хорошо зарекомендовавшие себя эталонные конструкции и учебные материалы.

Производители компонентов оптимизируют свои интеллектуальные линейки продуктов для модулей питания специально для этого повсеместного диапазона напряжения, что позволяет клиентам извлекать выгоду из широкого выбора портфеля, дополнительных функций продукта, специализированной поддержки приложений и других преимуществ, вытекающих из высокой рыночной концентрации. Эти факторы укрепляют доминирование сегмента 600 В до 1199 В для стабильного и экономически эффективного преобразования энергии во многих промышленных приложениях.

Insights, By Application - Автомобильный сегмент ускоряет принятие модулей

По оценкам, доля автомобильного сегмента в 2024 году составит 35,8% из-за интенсивной электрификации во всей автомобильной промышленности. Автопроизводители во всем мире вкладывают огромные инвестиции в исследования и разработки в гибридные, подключаемые гибридные, электрические аккумуляторы и транспортные средства на топливных элементах. Электрифицированные силовые агрегаты представляют собой стратегический приоритет для перехода отрасли к снижению выбросов и, в конечном итоге, к нулевым целевым показателям.

Интеллектуальные силовые модули являются критическим фактором для электрификации автомобилей, поддерживая широкий спектр приложений, таких как управление батареями, управление электродвигателем, преобразование мощности DC-DC и бортовая зарядка. Эти модули облегчают компактную и надежную интеграцию мощных полупроводниковых переключателей, драйверов ворот, цепей защиты и функций управления.

Функциональность интеллектуальных силовых модулей отвечает как техническим, так и коммерческим потребностям автомобильной промышленности, обеспечивая надежные решения силовой электроники, которые могут выдерживать суровые условия эксплуатации, встречающиеся в приложениях для транспортных средств. Интегрируя несколько компонентов управления мощностью в один модуль, производители могут упростить конструкцию системы, повысить производительность и повысить общую надежность электрической и гибридной силовой электроники автомобиля.

По мере того, как автомобильная промышленность продолжает переход к электрификации, спрос на интеллектуальные силовые модули, как ожидается, значительно возрастет, поскольку они играют ключевую роль в обеспечении эффективной и надежной работы различных электрических силовых агрегатов и систем управления энергией в современных транспортных средствах.

Regional Insights

To learn more about this report, request sample copy

Северная Америка зарекомендовала себя как доминирующий регион на мировом рынке интеллектуальных модулей питания и, по оценкам, составит 36,2% в 2024 году. Присутствие ключевых производителей автомобильной и промышленной электроники в США и Канаде стимулирует значительный спрос. Автомобильное производство в регионе развивается с акцентом на электрические и гибридные транспортные средства, где интеллектуальные силовые модули все чаще используются. С акцентом на инновации многие новые интеллектуальные силовые модули разрабатываются и тестируются в лабораториях Северной Америки до глобального развертывания.

Строгие нормы энергоэффективности для приборов и оборудования также способствуют использованию интеллектуальных модулей питания, которые позволяют экономить электроэнергию. Налоговые льготы и финансирование поощряют исследования новых технологий с использованием интеллектуальных модулей питания. Северная Америка стала инновационным центром для интеллектуальных модулей питания. Регион также экспортирует интеллектуальные энергетические модули на рынки Азии и Европы.

В Азиатско-Тихоокеанском регионе наблюдается самый быстрый рост рынка интеллектуальных модулей питания. Рост производства автомобилей во главе с Китаем и Индией является ключевым фактором. По мере того, как международные автопроизводители создают локальные производственные базы, экосистема цепочки поставок интеллектуальных модулей питания развивается быстрыми темпами. Растущее производство электроники и внедрение возобновляемых источников энергии являются дополнительными рычагами роста.

Такие страны, как Южная Корея, Тайвань и Сингапур, являются важными центрами проектирования и производства. Это укрепляет позиции Азиатско-Тихоокеанского региона в цепочке создания стоимости за пределами доминирующего рынка. Интеллектуальные энергетические модули видят растущие экспортные возможности в регионе благодаря внутрирегиональным торговым соглашениям и экономическим коридорам. Большая ценовая потребительская база и формирующийся средний класс также делают Азию привлекательным рынком для недорогих интеллектуальных модулей питания. С сильным ежегодным увеличением, прогнозируемым по различным ключевым параметрам, Азиатско-Тихоокеанский регион, за исключением Японии, в ближайшие годы станет двигателем роста глобального рынка интеллектуальных модулей питания.

Market Report Scope

Key Developments

• В августе 2023 года Fuji Electric Co., Ltd., японская компания по производству электрооборудования, производящая датчики давления, расходомеры, газовые анализаторы, контроллеры, инверторы, насосы, генераторы, ИС, двигатели и энергетическое оборудование, объявила о запуске P633C Series, нового поколения компактных интеллектуальных силовых модулей. Эти модули предназначены для оптимизации энергопотребления таких устройств, как станки и бытовая техника, в которые они интегрированы, что помогает повысить энергоэффективность этих приложений.
• В июле 2023 года Onsemi, ведущий поставщик интеллектуальных энергетических и сенсорных технологий, и Magna, известная мобильная технологическая компания, объявили о долгосрочном соглашении о поставках. В соответствии с этим соглашением Magna интегрирует интеллектуальные энергетические решения EliteSiC в свои системы eDrive.
• В мае 2022 года Sensitron разработала негерметичный модуль 40V, 30A радиационно-толерантного переключателя нагрузки постоянного тока с телеметрией выходного тока 100 мВ / А, анонсировав SPG025N035P1B, интеллектуальный модуль мощности GaN Half Bridge (IPM), который использует EPC2050 eGaN FET 350 V EPC2050. Заменив традиционные кремниевые FET на EPC 350 V и EPC2050 GaN FET, Sensitron смог уменьшить размер своего решения на 60%, а также улучшить исключительную теплопроводность модуля.
• В феврале 2022 года Infineon Technologies укрепляет свое лидерство на рынке силовых полупроводников, существенно расширяя свои производственные мощности для технологий широкого диапазона (SiC и GaN). Компания инвестирует более 2 миллиардов долларов США в строительство третьего модуля на своем объекте в Кулиме, Малайзия. Как только этот новый модуль достигнет полного производства, ожидается, что он принесет дополнительный годовой доход в размере 2 миллиардов долларов США за счет производства продуктов из карбида кремния и нитрида галлия.
• В апреле 2021 года Cissoid объявила о расширении своей линейки 3-фазных кремниевых карбидов (SiC) MOSFET Intelligent Power Module (IPM). Компания представила новые модули с жидкостным охлаждением, специально разработанные для приложений электронной мобильности.
• В декабре 2020 года Infineon Technologies AG, проектирует, разрабатывает, производит и продает специализированные IC для приложений, представила серию CIPOS Maxi IPM IM828, первый в отрасли интегрированный силовой модуль (IPM) с трансмиссионным карбидом кремния (1200 В). Это компактное инверторное решение предлагает отличное управление температурой и широкий диапазон скоростей переключения, что делает его хорошо подходящим для трехфазных двигателей переменного тока и двигателей с постоянными магнитами в приложениях с переменной скоростью.

* Определение: Глобальный рынок интеллектуальных модулей питания состоит из интеллектуальных модулей питания, которые имеют интегрированные функции, такие как избыточный ток, перегрузка и защита от напряжения. Эти модули помогают оптимизировать энергопотребление в различных приложениях, таких как потребительская электроника, автомобильный, промышленный и коммуникационный секторы. Они обеспечивают быструю производительность переключения при одновременном снижении количества внешних компонентов, стоимости системы и сложности проектирования. Интеллектуальные силовые модули повышают надежность и эффективность силовых электронных систем.

Market Segmentation

• Power Device Insights (выручка, US$ Bn, 2019 - 2031)
  • GBT
  • MOSFET
• Voltage Rating Insights (Выручка, US$ Bn, 2019 - 2031)
  • 0 В до 599 В
  • 600 В до 1199 В
  • 1200 V и выше
• Application Insights (выручка, US$ Bn, 2019 - 2031)
  • автомобильный
  • промышленный
  • Потребительская электроника
  • Энергетика и полезность
  • IT и телекоммуникации
  • Другие
• Regional Insights (выручка, US$ Bn, 2019 - 2031)
  • Северная Америка
    • США.
    • Канада
  • Латинская Америка
    • Бразилия
    • Аргентина
    • Мексика
    • Остальная часть Латинской Америки
  • Европа
    • Германия
    • Великобритания.
    • Испания
    • Франция
    • Италия
    • Россия
    • Остальная Европа
  • Азиатско-Тихоокеанский регион
    • Китай
    • Индия
    • Япония
    • Австралия
    • Южная Корея
    • АСЕАН
    • Остальная часть Азиатско-Тихоокеанского региона
  • Ближний Восток и Африка
    • ГКЦ Страны
    • Израиль
    • Южная Африка
    • Остальная часть Ближнего Востока и Африки
• Ключевые игроки Insights
  • Avalanche Technology Inc.
  • Fuji Electric Co., Ltd.
  • Hitachi, Ltd.
  • Компания Infineon Technologies AG
  • Интеллектуальная энергетическая исследовательская корпорация
  • Mitsubishi Electric Corporation
  • Полупроводник
  • Powerex, Inc.
  • Pre-Switch, Inc.
  • Корпорация Renesas Electronics
  • Полупроводник ROHM
  • Семикрон
  • Semiconductor Components Industries, LLC
  • STMicroelectronics
  • Компания Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation