Рынок силовой электроники SIZE AND SHARE ANALYSIS - GROWTH TRENDS AND FORECASTS (2024-2031)

Рынок силовой электроники Size and Trends

Мировой рынок электроники оценивается как 48,16 млрд долларов США в 2024 году Ожидается, что он достигнет US$ 71.13 Bn к 2031 году, демонстрирует совокупный годовой темп роста (CAGR) 5,7% с 2024 по 2031 год.

To learn more about this report, request sample copy

Быстрое внедрение возобновляемых источников энергии и растущий спрос на энергоэффективные решения для управления электроэнергией в различных отраслях конечного использования, таких как промышленность, жилые помещения, транспорт и коммунальные услуги, стимулируют значительный рост на мировом рынке силовой электроники.

На рынке наблюдается растущий спрос на силовые полупроводники на основе карбида кремния (SiC) и нитрида галлия (GaN) из-за их превосходных характеристик, таких как более высокая эффективность, более быстрые возможности переключения и меньший размер по сравнению с обычными компонентами на основе кремния. Кроме того, растущее внедрение электромобилей во всем мире еще больше стимулирует необходимость внедрения передовой силовой электроники для эффективного бортового управления. Управление питанием и зарядной инфраструктуры.

Растущий спрос на энергоэффективную электронику

Глобальный акцент на более экологичные источники энергии и сокращение выбросов углерода увеличил спрос на силовую электронику во всем мире. Силовая электроника помогает оптимизировать использование энергии в различных отраслях промышленности, таких как потребительская электроника, автомобильная, промышленная техника, медицинские устройства и электроника. Возобновляемая энергетика поколения. Они позволяют точно контролировать электрические токи и помогают устройствам работать более эффективно.

Потребительская осведомленность об энергосбережении никогда не была выше. Люди хотят продукты, которые могут выполнять несколько задач, но потребляют мало энергии. Это приводит к инновациям в интегральных схемах управления питанием, которые повышают эффективность устройств без ущерба для производительности. Переменные частотные приводы, управляемые силовой электроникой, также набирают популярность, поскольку они помогают электродвигателям использовать только столько энергии, сколько им нужно. Сектор возобновляемых источников энергии также сильно зависит от систем преобразования энергии. Солнечные панели и ветряные турбины генерируют энергию постоянного тока, которая должна быть перевернута для транспортировки на большие расстояния или подачи в коммерческие электрические сети. Преобразователи энергии играют жизненно важную роль в максимизации выходов из возобновляемых источников и минимизации потерь передачи.

Правительства во всем мире вводят строгие правила и стимулы для сокращения выбросов. Европейский союз постановил, что все новые автомобили, продаваемые с 2021 года, должны выделять не более 95 граммов CO2 на километр. Это оказывает давление на автопроизводителей в разработке гибридных и электрических транспортных средств. Сложные бортовые зарядные устройства и преобразователи DC-DC необходимы для быстрой зарядки электромобилей и увеличения дальности движения. Другие отрасли также находятся под давлением регулирующих органов для реформирования производственных процессов и перехода на более чистые альтернативы. Мощная электроника оказывается незаменимой для оптимизации процессов, направленных на соответствие стандартам экологического соответствия. С ростом экологической осведомленности и ужесточением норм выбросов, можно ожидать, что спрос на энергоэффективную силовую электронику значительно вырастет в ближайшие годы.

Например, в мае 2023 года Toshiba Electronics Europe представила новый 150-вольтовый N-канальный силовой MOSFET, TPH9R00CQ5, который основан на технологии U-MOS X-H Trench последнего поколения компании. Эта силовая установка MOSFET была специально разработана для высокопроизводительных приложений коммутационного питания, таких как базовые станции связи и другое промышленное оборудование.

Market Concentration and Competitive Landscape

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

Рост электрической мобильности и автоматизации

Автомобильный сектор переживает быструю трансформацию под влиянием новых технологий. Автопроизводители вкладывают значительные средства в разработку электрических, автономных и подключенных транспортных средств, чтобы оставаться впереди. По многим оценкам, электромобили будут доминировать в продажах новых автомобилей менее чем через два десятилетия из-за благоприятных правил, улучшенных технологий аккумуляторов и инвестиций в инфраструктуру зарядки. Преобразователи мощности являются важными компонентами для силовых агрегатов электромобилей, бортовых систем зарядки и эффективного управления энергией. Батареи, используемые в электромобилях, также требуют сложных систем управления батареями (BMS), работающих на встроенных микроконтроллерах и мощных ИС.

Ключевые выводы аналитика:

На мировом рынке силовой электроники наблюдается устойчивый рост, причем Северная Америка лидирует по зарядке, а Азиатско-Тихоокеанский регион становится самым быстрорастущим. Доминирование Северной Америки можно объяснить сильным присутствием в регионе таких крупных игроков, как Infineon Technologies, ON Semiconductor и Texas Instruments. Эти компании используют свой технологический опыт и обширные дистрибьюторские сети для захвата значительной доли рынка.

Азиатско-Тихоокеанский регион, с другой стороны, готов к ускоренному росту в ближайшие годы. Быстрое развертывание проектов в области возобновляемых источников энергии и растущее внедрение электромобилей в таких странах, как Китай, Индия и Япония, стимулируют спрос на силовую электронику в регионе. Правительства стран Азиатско-Тихоокеанского региона осуществляют благоприятную политику и стимулы для содействия внедрению технологий чистой энергии, что способствует дальнейшему расширению рынка.

Рынок силовой электроники также выигрывает от роста спроса на энергоэффективные продукты в различных отраслях, включая центры обработки данных, автомобильную и бытовую электронику. Растущая потребность в сокращении выбросов углерода и повышении энергоэффективности подталкивает производителей инвестировать в передовые решения в области силовой электроники. Широкополосные полупроводники, такие как карбид кремния (SiC) и нитрид галлия (GaN), набирают обороты на рынке благодаря своей превосходной производительности и эффективности по сравнению с традиционными устройствами на основе кремния.

По мере восстановления мировой экономики от последствий пандемии COVID-19 ожидается восстановление спроса на силовую электронику, особенно в автомобильном секторе. Растущее производство электромобилей и растущее внедрение передовых систем помощи водителю (ADAS) создают новые возможности для игроков рынка.

Чтобы воспользоваться этими возможностями роста, ведущие компании сосредоточены на стратегических приобретениях, партнерских отношениях и запуске продуктов, чтобы укрепить свои позиции на рынке и расширить свои портфели продуктов. Рынок силовой электроники готов к дальнейшему росту в ближайшие годы, что обусловлено растущим спросом на энергоэффективные решения и быстрым внедрением технологий чистой энергии в различных отраслях.

Проблемы рынка: Проблемы термоменеджмента

Мощные электронные устройства, такие как IGBT, MOSFET и диоды, генерируют значительное количество тепла во время их работы, поскольку происходит преобразование электрической энергии в механическую или наоборот. Эффективное рассеивание тепла от этих устройств имеет решающее значение для обеспечения оптимальной производительности, надежности и долговечности силовых электронных систем. Однако, с быстрым прогрессом в силовых полупроводниковых технологиях и растущим спросом на компактные и мощные системы, управление теплом становится все более острой проблемой.

Тепловой поток от современных широкополосных полупроводниковых устройств, таких как SiC и GaN, намного больше, чем обычные кремниевые компоненты, используемые в силовой электронике ранее. Полупроводники следующего поколения, обеспечивая более высокую скорость переключения и более высокую энергоэффективность, также производят больше тепла на единицу площади по сравнению с кремнием.

Рыночные возможности: Появление подключенных и интеллектуальных технологий

Подключенные устройства и экосистемы IoT способствуют большей оптимизации, управлению и интеграции энергосистем. Передовые технологии, такие как искусственный интеллект и машинное обучение, позволяют более автономно и адаптивно управлять производством, передачей и потреблением электроэнергии. Это позволяет повысить надежность, повысить эффективность и снизить воздействие на окружающую среду.

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

Insights By Component - Рост электромобилей стимулирует рост сегмента модулей

Ожидается, что в 2024 году доля модуля на рынке составит 53,7% из-за его широкого использования в электромобилях. Модули объединяют несколько дискретных компонентов вместе, уменьшая усилия по сборке и повышая надежность. Они позволяют легко модернизировать существующие системы. Сегмент модулей будет значительно расти с ростом проникновения электромобилей по всему миру. Государственные стимулы и законодательство по ограничению выбросов ускоряют внедрение электромобилей. Модули, состоящие из IGBT, диодов и драйверов ворот, имеют решающее значение для электрических силовых агрегатов для управления двигателями. Ведущие автопроизводители активно инвестируют в технологии электромобилей следующего поколения, повышая спрос на более мощные модули, которые могут обрабатывать более высокие напряжения. Модули также предпочтительнее дискретных компонентов в промышленных двигателях, солнечных инверторах и генераторах ветряных турбин из-за их компактных размеров и долговечности. С ростом популярности возобновляемых источников энергии сегмент модулей хорошо подходит для получения долгосрочной выгоды.

Insights By Material - стремительное внедрение SiC в силовую электронику EV

Ожидается, что в 2024 году доля карбида кремния (SiC) на рынке составит 45,4% из-за его беспрецедентных преимуществ перед кремнием. Поскольку электромобили требуют силовых электронных переключателей, которые могут обрабатывать более высокие напряжения, частоты и температуры, SiC становится предпочтительным материалом. Он позволяет силовым устройствам работать при напряжениях в 10 раз выше, чем у традиционных кремниевых устройств без чрезмерного охлаждения. Это позволяет увеличить плотность мощности и миниатюризацию компонентов. Переключатели SiC также значительно уменьшают потери проводимости и мощности переключения. В результате меньше энергии тратится впустую в виде тепла, увеличивая диапазоны вождения электромобилей. Превосходство SiC на более высоких частотах позволяет использовать меньшие пассивные компоненты и двигатели в электромобилях. Ведущие производители автомобильных чипов активно разрабатывают модули SiC следующего поколения, инфраструктуру зарядки и бортовые зарядные устройства для будущих автомобилей. Кроме того, в ближайшие годы правительства, поддерживающие отечественные отрасли SiC, ускорят ее внедрение.

Проницательность По отрасли конечного использования - Энергетика и энергетический сектор опережают спрос

С точки зрения отрасли конечного потребления, ожидается, что в 2024 году доля энергии и электроэнергии на рынке составит 36,4% из-за критичности эффективного преобразования энергии в коммунальной инфраструктуре. Электроника играет ключевую роль в сборе возобновляемых источников энергии, передаче электроэнергии на большие расстояния, гибких системах передачи переменного тока, системах хранения энергии и микросетях. Глобальный энергетический переход к возобновляемым источникам, таким как солнечная, ветровая и приливная энергия, стимулирует расходы на силовую электронику. Оптимальная производительность в течение срока их службы имеет решающее значение для солнечных инверторов, ветровых генераторов и технологий интеллектуальных сетей. Инвестиции в модернизацию стареющей коммунальной инфраструктуры с помощью надежных силовых полупроводников также растут во всем мире. Кроме того, спрос со стороны центров обработки данных, зарядки электромобилей и развивающихся промышленных секторов будет поддерживать здоровые возможности роста в отрасли конечного использования энергии и энергии. Ожидается, что развитие технологий SiC и GaN сделает производство возобновляемой энергии более доступным и масштабируемым в ближайшие годы.

Regional Insights

To learn more about this report, request sample copy

Северная Америка зарекомендовала себя как доминирующий регион на мировом рынке силовой электроники. Ожидается, что в 2024 году на регион будет приходиться 35,8% доли рынка. С крупными игроками, базирующимися в США и Канаде, регион находится на переднем крае технологических достижений в этой области. Он имеет сильную промышленную и автомобильную производственную базу, которая помогла повысить спрос на силовую электронику на протяжении многих лет. Несколько новых разработок продуктов и инновационных решений североамериканских компаний установили глобальные стандарты.

Наличие развитой инфраструктуры для поддержки НИОКР, а также внедрение новых технологий дает региону преимущество. Североамериканские игроки активно сотрудничают с прикладными отраслями для создания индивидуальных решений. Их решения часто включают дополнительные услуги и акцент на энергоэффективность. Этот уровень настройки и дополнительные предложения помогли им получить значительную долю рынка во всем мире.

Развивающиеся экономики Азиатско-Тихоокеанского региона открывают большие возможности для роста энергетических компаний. Китай превратился в глобальный производственный центр, что привело к необходимости эффективного управления электроэнергией в различных отраслях. Такие страны, как Индия, также активно работают над расширением своих производственных возможностей. Широкое внимание к созданию местных производственных мощностей в сочетании с растущим населением среднего класса будет продолжать стимулировать спрос.

В регионе наблюдается значительное увеличение мощностей в таких секторах, как возобновляемые источники энергии, электромобили и потребительская электроника, которые являются ключевыми областями применения. Эта быстро развивающаяся индустриализация хорошо согласуется с инициативами правительства по сокращению выбросов углерода за счет эффективного использования энергии. В целом, сочетание благоприятной государственной политики, растущее потребление электроники и огромные инвестиции в производство делают Азиатско-Тихоокеанский регион самым быстрорастущим региональным рынком силовой электроники во всем мире.

Market Report Scope

Key Developments

• В июне 2023 года Mitsubishi Electric Corporation объявила о разработке новой чиповой структуры, которая интегрирует кремниевый карбид металл-оксид-полупроводниковый полевой транзистор (SiC-MOSFET) с барьерным диодом Шоттки (SBD). Этот инновационный дизайн был включен в полный силовой модуль SiC Mitsubishi Electric мощностью 3,3 кВ FMF800DC-66BEW, который предназначен для крупных промышленных применений, таких как железные дороги и системы питания постоянного тока.
• В мае 2023 года, Бесконечность Компания представила два новых дополнения к своему портфелю модулей питания CoolSiC. - FF2000 UXTR33T2M1 и FF2600UXTR33T2M1. Эти модули используют недавно разработанную Infineon технологию CoolSiC MOSFET 3.3 кВ и запатентованную технологию соединения XT. Разработанные специально для тяговых приложений, силовые модули входят в пакет XHP 2 от Infineon, который обеспечивает низкие потери коммутации при сохранении высокой надежности и плотности мощности.
• В мае 2023 года, Компания Infineon Technologies AG Компания представила свое последнее поколение силовых устройств MOSFET для автомобильных применений - семейство OptiMOS 740 V MOSFET. Эта новая линейка продуктов использует технологию тонкой пластины толщиной 300 мм и инновационную упаковку для обеспечения значительных улучшений производительности в компактном форм-факторе.
• В январе 2023 года Renesas Electronics объявила о разработке нового драйвера затвора IC, предназначенного для эффективного управления высоковольтными силовыми устройствами, включая изолированные затворные биполярные транзисторы (IGBT) и кремниевые карбиды (SiC) MOSFET, для использования в инверторах электромобилей (EV).

* Определение: Глобальный рынок силовой электроники включает компании, которые проектируют, производят и продают различные компоненты силовой электроники, такие как тиристоры, транзисторы, коммутаторы, силовые ИС, модули и дискретные полупроводниковые устройства. Электроника используется для эффективного управления и преобразования электроэнергии твердотельными устройствами и пассивными компонентами. Они широко используются в автомобильной, бытовой электронике, возобновляемых источниках энергии, электромобилях, промышленных и других секторах для кондиционирования и контроля потока электроэнергии. Мировой рынок силовой электроники, по прогнозам, значительно вырастет за счет увеличения внедрения силовой электроники в различных отраслях конечного использования.

Market Segmentation

• Component Insights (выручка, US$ Bn, 2019 - 2031)
  • дискретный
  • модуль
• Material Insights (выручка, US$ Bn, 2019 - 2031)
  • Кремний / Германий
  • Карбид кремния (SiC)
  • Нитрид галлия (GaN)
• End-use Industry Insights (Выручка, US$ Bn, 2019 - 2031)
  • автомобильный
  • Потребительская электроника
  • IT и телекоммуникации
  • Военная и аэрокосмическая
  • промышленный
  • Энергия и власть
  • 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
  • АББА
  • Analog Devices, Inc.
  • Эффективная корпорация преобразования энергии
  • Технологические лаборатории Euclid
  • Fuji Electric Co., Ltd.
  • Компания Infineon Technologies AG
  • Littelfuse, Inc.
  • Microchip Technology Inc.
  • Mitsubishi Electric Corporation
  • Полупроводник Navitas
  • Полупроводники NXP
  • Полупроводник
  • Qorvo, Inc.
  • Корпорация Renesas Electronics
  • ROHM CO., LTD.