Mercado de fibras de SiC: tamaño de la industria global, participación, tendencias, oportunidades y pronóstico, 2018-2028 segmentado por forma (continua, tela tejida, otros), por usuario final (aeroespacial, energía y electricidad, industrial, otros), por región y competencia

Descripción general del mercado

El mercado global de fibras de SiC se valoró en USD 435,24 millones en 2022 y se prevé que proyecte un crecimiento sólido en el período de pronóstico con una CAGR del 8,88% hasta 2028. Las fibras de SiC (carburo de silicio) están compuestas predominantemente por moléculas de carburo de silicio, lo que les confiere propiedades notables como alta rigidez, resistencia a la tracción excepcional, resistencia química superior y baja expansión térmica. Estas fibras se fabrican utilizando varias técnicas, incluido el proceso Yajima, la deposición química en fase de vapor (CVD) y la deposición química en fase de vapor impulsada por láser (LCVD). Se están realizando esfuerzos continuos de investigación y desarrollo para expandir las áreas de aplicación de estas fibras.

Por ejemplo, las fibras de carburo de silicio a menudo se refuerzan con matrices compuestas de SiC, lo que las hace ideales para aplicaciones estructurales de alta temperatura, como en motores de turbinas de gas. Estas fibras exhiben una notable resistencia y durabilidad bajo la influencia de condiciones de temperatura extremas, con la capacidad de soportar temperaturas de hasta 2700 grados Fahrenheit. Además, su capacidad para ser diseñadas para cumplir con niveles de estrés específicos y operar en un amplio rango de temperaturas las convierte en una opción preferida sobre otros materiales como superaleaciones metálicas, cerámicas monolíticas, compuestos de fibra de carbono y compuestos de óxido/cerámica de óxido.

El mercado global de fibra de SiC está presenciando un crecimiento significativo, impulsado por la creciente demanda de fibras de carburo de silicio en el sector aeroespacial y la adopción de fibras de SiC en la industria energética y eléctrica. Las fibras de SiC poseen un conjunto único de características que incluyen alta resistencia al calor, estabilidad química, alto módulo, naturaleza liviana, durabilidad y más. Estos atributos los hacen muy adecuados para una amplia gama de aplicaciones aeroespaciales, incluido el aislamiento para motores térmicos, nanotubos en turbinas, compuestos de matriz cerámica (CMC) y alternativas a las aleaciones metálicas.

Además, el uso de fibras de SiC en la industria aeroespacial aporta beneficios ambientales y económicos a los fabricantes de aeronaves. Al reducir significativamente el peso de los motores de las aeronaves y mejorar la eficiencia del combustible, las fibras de SiC contribuyen a reducir las emisiones y los costos operativos.

Sin embargo, el mercado mundial de fibra de SiC se ha visto afectado por la pandemia de COVID-19 en curso, que ha alterado la demanda y la cadena de suministro en varios sectores. Con más de 100 países implementando restricciones de viaje y limitaciones comerciales, el transporte internacional y las actividades comerciales no esenciales se han visto gravemente afectadas. Las industrias manufactureras también están operando a capacidades reducidas debido al riesgo de infección entre la fuerza laboral. Además, la crisis de liquidez y la crisis financiera han provocado una disminución de la demanda de fibras de carburo de silicio (SiC). La imposición de medidas de confinamiento en países con importantes sectores aeroespacial y de defensa, como Estados Unidos, Francia, China, India, Alemania y otros, ha contribuido aún más a la disminución de la demanda de fibras de SiC.

Principales impulsores del mercado

Crecimiento de la demanda de fibras de SiC en la industria de la construcción

Las fibras de carburo de silicio son fibras sintéticas conocidas por sus excepcionales propiedades mecánicas, químicas y térmicas. Presentan una estabilidad notable incluso en las condiciones más extremas, lo que las hace muy buscadas en diversas industrias. Estas fibras encuentran sus principales aplicaciones como materiales de refuerzo para polímeros, metales y cerámicas, así como materiales resistentes al calor para hornos y componentes de frenos para aviones.

En los últimos años, la industria de la construcción ha experimentado un aumento significativo en el uso de fibras de carburo de silicio. Las propiedades incomparables de las fibras de SiC, como su excepcional resistencia, naturaleza liviana y resistencia a altas temperaturas y entornos hostiles, las convierten en una opción ideal para una amplia gama de aplicaciones de construcción. Estas fibras se están integrando cada vez más en proyectos de construcción e infraestructura, incluidos puentes, túneles y edificios de gran altura, para mejorar su integridad estructural y longevidad.

La creciente demanda de materiales livianos, duraderos y resistentes al calor en la industria de la construcción es un factor clave detrás de la creciente adopción de fibras de SiC. Al incorporar estas fibras, las estructuras se vuelven más resistentes a los factores ambientales y los desastres naturales, lo que garantiza su durabilidad a largo plazo. Además, a medida que la industria de la construcción continúa priorizando la sostenibilidad y la resiliencia en las soluciones de construcción, se espera que el papel de las fibras de SiC se vuelva aún más significativo, impulsando el crecimiento del mercado global de fibras de SiC.

Con sus propiedades excepcionales y la creciente demanda en la industria de la construcción, las fibras de carburo de silicio están preparadas para revolucionar la forma en que se construyen las estructuras, ofreciendo un mejor rendimiento y longevidad al tiempo que contribuyen a un futuro más sostenible.

Creciente demanda de fibras de SiC en la industria automotriz

Las fibras de carburo de silicio, conocidas por sus excepcionales propiedades mecánicas, químicas y térmicas, han atraído una atención significativa en varias industrias. Estas fibras sintéticas exhiben una estabilidad notable incluso en las condiciones más extremas, lo que las hace muy buscadas. Las fibras de SiC, que se utilizan habitualmente como materiales de refuerzo para polímeros, metales y cerámicas, así como materiales resistentes al calor para hornos y aplicaciones de frenos en aeronaves, han experimentado recientemente un notable aumento de la demanda en la industria automotriz. El sector automotriz ha reconocido las ventajas incomparables de las fibras de SiC, entre ellas su alta resistencia, su ligereza y su resistencia a temperaturas elevadas y entornos hostiles. Estas propiedades únicas posicionan a las fibras de SiC como una opción ideal para una amplia gama de aplicaciones automotrices. Desde mejorar la durabilidad de los componentes del motor hasta optimizar el rendimiento de las baterías de los vehículos eléctricos, las fibras de SiC contribuyen a revolucionar el panorama automotriz. La creciente necesidad de materiales livianos, duraderos y resistentes al calor en la industria automotriz ha impulsado la rápida adopción de las fibras de SiC. Al aprovechar estas fibras, no solo se puede mejorar el rendimiento del vehículo, sino que también se puede mejorar la eficiencia del combustible, lo que conduce a una reducción de las emisiones de carbono. A medida que la industria automotriz continúa su búsqueda de soluciones sostenibles y eficientes, el papel de las fibras de SiC se vuelve cada vez más crucial, impulsando el crecimiento del mercado global de fibras de SiC.

Con sus propiedades excepcionales y versatilidad, las fibras de SiC están preparadas para desempeñar un papel fundamental en la conformación del futuro de varias industrias, incluidas la automotriz, la aeroespacial y la manufacturera. A medida que la investigación y los avances tecnológicos continúan desarrollándose, se espera que las posibles aplicaciones y beneficios de las fibras de SiC se expandan, impulsando la innovación y el progreso en el mercado global.

Desafíos clave del mercado

Volatilidad en el suministro de materias primas

Las fibras de carburo de silicio son fibras sintéticas muy valoradas debido a sus propiedades excepcionales, como alta resistencia, naturaleza liviana y notable estabilidad térmica incluso en condiciones extremas. Estas fibras se utilizan ampliamente como materiales de refuerzo en una amplia gama de aplicaciones, incluidos polímeros, metales, cerámicas y otras áreas donde la resistencia al calor es crucial. La producción de fibras de SiC implica procesos intrincados y requiere materias primas específicas, como sílice, que desempeña un papel vital en su fabricación.

El mercado de fibras de SiC es susceptible a la volatilidad en el suministro de materias primas, lo que puede tener implicaciones significativas. Por ejemplo, cualquier interrupción en el suministro de sílice puede afectar negativamente a la producción de fibras de SiC. Esta volatilidad puede deberse a varios factores, incluidos problemas geopolíticos, restricciones comerciales, desafíos logísticos y fluctuaciones en la dinámica de la demanda y la oferta.

Además, la disminución global de la demanda de materias primas ha provocado una reducción del almacenamiento por parte de las empresas, lo que afecta a la cadena de suministro en general. Además, la Evaluación de materiales críticos de 2023 tiene en cuenta la importancia económica y el riesgo de suministro asociado con las materias primas no energéticas, incluidas las necesarias para las fibras de SiC, durante el período 2016-2020.

Es importante señalar que el desafío de la volatilidad del suministro de materias primas no es exclusivo del mercado de fibras de SiC. Muchas otras industrias, incluido el mercado del grafito, enfrentan problemas similares donde la volatilidad de los precios surge debido a los desequilibrios entre la oferta y la demanda.

Al comprender y abordar estos desafíos, las industrias pueden esforzarse por mitigar el impacto de la volatilidad del suministro de materias primas y garantizar una cadena de suministro más estable y sostenible para materiales esenciales como las fibras de SiC.

Tendencias clave del mercado

Desarrollo de compuestos de SiC/SiC

Las fibras de carburo de silicio son fibras sintéticas conocidas por sus excepcionales propiedades mecánicas, químicas y térmicas. Estas fibras exhiben una alta estabilidad incluso en las condiciones más extremas, lo que las hace muy deseables para una amplia gama de aplicaciones. Se utilizan principalmente como materiales de refuerzo para polímeros, metales, cerámicas y otros materiales que requieren una resistencia al calor excepcional.

Por otro lado, los compuestos SiC/SiC son un tipo de compuesto de matriz cerámica (CMC) que se compone predominantemente de fibras de SiC incrustadas dentro de una matriz de SiC. Esta combinación única da como resultado un material que no solo conserva las propiedades ventajosas de las fibras de SiC, sino que también las mejora aún más. Las fibras de SiC proporcionan una excelente resistencia y estabilidad a alta temperatura, mientras que la matriz de SiC garantiza una resistencia excepcional a la oxidación.

El desarrollo y la creciente utilización de compuestos SiC/SiC han tenido un impacto significativo en el mercado de fibras de SiC. Estos compuestos se están adoptando cada vez más en varias industrias debido a sus propiedades superiores, lo que los hace particularmente valiosos en sectores como el aeroespacial, la energía nuclear y la automoción. En estas industrias, los compuestos de SiC/SiC se emplean en componentes que necesitan soportar altas temperaturas y entornos hostiles.

Además, se espera que la creciente demanda de materiales eficientes, duraderos y livianos en diferentes industrias impulse aún más el uso de compuestos de SiC/SiC, impulsando así el mercado de fibras de SiC a nuevas alturas.

Información segmentaria

Información sobre formas

Según la categoría de forma, el segmento continuo surgió como el actor dominante en el mercado global de fibras de SiC en 2022. Estas fibras avanzadas han demostrado ofrecer un rendimiento excepcional incluso en entornos de alta radiación, lo que las hace muy buscadas por la industria de generación de energía nuclear. La mayoría de los compuestos de matriz cerámica que están reforzados con filamentos continuos no solo ofrecen un ahorro de peso superior, sino que también exhiben una dureza notable. Como resultado, estos productos se utilizan ampliamente en la producción de grandes componentes críticos dentro de la industria aeroespacial y de defensa. Además, la facilidad de manejo de las fibras permite la producción de compuestos de formas complejas, ampliando aún más su gama de aplicaciones.

Información del usuario final

Se proyecta que el segmento aeroespacial experimente un rápido crecimiento durante el período de pronóstico. El creciente alcance de aplicación de las fibras de carburo de silicio en la fabricación de aeronaves se puede atribuir a varios factores. Los compuestos de fibra de carburo de silicio se utilizan cada vez más en la fabricación de componentes para la sección de turbinas y combustión de los motores de propulsión aeronáutica. Se espera que esta tendencia impulse la demanda de fibras de carburo de silicio, ya que estos compuestos ofrecen un alto rendimiento y durabilidad.

Una de las principales ventajas de los compuestos reforzados con fibras de carburo de silicio es su capacidad para reemplazar las piezas metálicas en las aeronaves. Esta sustitución se debe principalmente a la naturaleza liviana y la excelente resistencia al calor de las fibras de carburo de silicio. Al utilizar estos compuestos, los fabricantes de aeronaves pueden mejorar la eficiencia del combustible de los motores de las aeronaves, lo que se traduce en ahorros de costos y beneficios ambientales.

Además, se espera que el uso creciente de compuestos de matriz cerámica, que se fabrican con fibras de carburo de silicio, en cubiertas de turbinas de alta presión impulse aún más el crecimiento del mercado de fibras de carburo de silicio en el período de pronóstico.

En general, las áreas de aplicación en expansión y las propiedades únicas de las fibras de carburo de silicio las posicionan como un material prometedor en la industria aeroespacial, con un potencial significativo de crecimiento en los próximos años.

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Perspectivas regionales

América del Norte emergió como el actor dominante en el mercado global de fibras de SiC en 2022, con la mayor participación de mercado en términos de valor. La industria aeroespacial y de defensa en los EE. UU. ha experimentado un crecimiento notable en la producción. Este crecimiento se puede atribuir al aumento de los envíos de aeronaves de aviación general, sistemas espaciales civiles y aeronaves comerciales. De cara al futuro, se espera que la industria aeroespacial y de defensa de la región experimente un rápido crecimiento impulsado por el aumento de la producción manufacturera. Este aumento de la producción se debe principalmente a la alta demanda nacional e internacional de aviones comerciales. Además, el gasto en defensa de la región está aumentando, lo que contribuye aún más a la expansión de la industria. Además, se espera que las crecientes inversiones para la NASA impulsen la demanda de fibras de carburo de silicio, creando oportunidades adicionales en este dinámico sector.

Acontecimientos recientes

• El 12 de octubre de 2021, LiqTech International Inc., una empresa líder en tecnología limpia especializada en la fabricación y comercialización de tecnologías de filtración altamente especializadas, anunció con orgullo la recepción de su primer pedido importante de petróleo y gas en Oriente Medio. Valorado en aproximadamente USD 4 millones en ventas, este importante pedido está destinado a la empresa conjunta, en la que LiqTech posee una participación del 49%. La empresa conjunta se dedica a ofrecer la tecnología de filtración de cerámica de carburo de silicio patentada de LiqTech para abordar la apremiante escasez de agua que enfrentan los operadores de petróleo y gas de Oriente Medio. Este hito no solo pone de relieve el compromiso de LiqTech de ofrecer soluciones innovadoras, sino que también pone de relieve el creciente reconocimiento mundial de sus tecnologías de filtración de vanguardia.
• El 26 de abril de 2021, Mersen, un reconocido experto mundial en energía eléctrica y materiales avanzados, hizo un emocionante anuncio sobre su participación en el prestigioso proyecto de constelación de satélites Pléiades Neo de Airbus Defence and Space. Pléiades Neo es una extraordinaria constelación de cuatro satélites de observación de la Tierra de muy alta resolución (VHR) que revoluciona el ámbito de la obtención de imágenes de la Tierra. Cada satélite está equipado con un sistema de obtención de imágenes de carburo de silicio de última generación, con una impresionante resolución de 30 cm y una increíble cobertura diaria de 2 millones de kilómetros cuadrados. Mersen desempeña un papel fundamental en este proyecto innovador al proporcionar los componentes esenciales de instrumentos ópticos de carburo de silicio para cada uno de los cuatro satélites de observación. Estos componentes incluyen estructuras, espejos y soportes de detectores meticulosamente diseñados, lo que garantiza un rendimiento y una precisión incomparables del sistema de imágenes satelitales. Esta colaboración entre Mersen y Airbus Defence and Space representa un avance notable en la tecnología satelital, permitiendo capacidades mejoradas de observación de la Tierra y abriendo nuevas posibilidades para la investigación científica, el monitoreo ambiental y varias otras aplicaciones en todo el mundo.

Principales actores del mercado

• American Elements Corp
• BJS Ceramics GmbH
• Free Form Fibers LLC
• GE Aviation LLC
• Haydale Technologies Inc.
• NGS Advanced Fibers Co., Ltd
• Nippon Carbon Co., Ltd
• Saint-Gobain Ltd
• SGL Carbon SE
• UBE Industries Ltd.