Mercado de semiconductores de potencia de SiC: tamaño de la industria global, participación, tendencias, oportunidades y pronóstico, segmentado por dispositivos (dispositivos discretos de SiC y dispositivos de matriz desnuda de SiC), por aplicación (dispositivos de RF y estación base celular, fuente de alimentación e inversor, redes eléctricas, motor EV, accionamientos de motores industriales, tra

Descripción general del mercado

El mercado global de semiconductores de potencia de SiC se valoró en USD 1.62 mil millones en 2023 y se anticipa que proyectará un crecimiento sólido en el período de pronóstico con una CAGR del 26,86% hasta 2029.

Impulsores clave del mercado

Demanda de electrónica de potencia de alta eficiencia

La creciente demanda de electrónica de potencia de alta eficiencia es un impulsor importante del mercado de semiconductores de potencia de carburo de silicio (SiC). A medida que las industrias se esfuerzan por mejorar la eficiencia energética y reducir las emisiones de carbono, la adopción de tecnologías avanzadas de semiconductores de potencia se vuelve imperativa. Los semiconductores de potencia de SiC ofrecen varias ventajas sobre los dispositivos tradicionales basados en silicio, incluidas menores pérdidas de conmutación, mayor voltaje de ruptura y conductividad térmica superior. Estas características permiten el desarrollo de sistemas de electrónica de potencia que operan a frecuencias, temperaturas y voltajes más altos al tiempo que logran una mayor eficiencia. Industrias como la automotriz, la energía renovable, la automatización industrial y las telecomunicaciones dependen cada vez más de los semiconductores de potencia de SiC para mejorar el rendimiento y la eficiencia de sus productos y sistemas. Por ejemplo, en los vehículos eléctricos (VE), la electrónica de potencia basada en SiC permite una carga más rápida, mayores autonomías de conducción y mayor eficiencia, lo que impulsa la demanda del mercado de semiconductores de potencia de SiC.

Expansión del mercado de vehículos eléctricos (VE)

La rápida expansión del mercado de vehículos eléctricos (VE) está impulsando la demanda de semiconductores de potencia de SiC. A medida que los gobiernos de todo el mundo implementan regulaciones de emisiones más estrictas e incentivan la adopción de vehículos eléctricos, los fabricantes de automóviles están invirtiendo fuertemente en tecnologías de electrificación. Los semiconductores de potencia de SiC desempeñan un papel crucial en los sistemas de propulsión de los VE, lo que permite una mayor eficiencia, una carga más rápida y mayores autonomías de conducción en comparación con las soluciones tradicionales basadas en silicio. Además, los inversores y cargadores integrados basados en SiC contribuyen a reducir el tamaño, el peso y el coste generales de los sistemas de propulsión de los vehículos eléctricos, acelerando aún más su adopción. Dado que se prevé que el mercado de los vehículos eléctricos crezca significativamente en los próximos años, impulsado tanto por la demanda de los consumidores como por los mandatos regulatorios, se espera que la demanda de semiconductores de potencia de SiC experimente un crecimiento sustancial, lo que presenta oportunidades lucrativas para los fabricantes en el mercado de semiconductores de potencia de SiC.

Aparición de la tecnología 5G

La aparición de la tecnología 5G está impulsando la demanda de semiconductores de potencia de SiC en la infraestructura de telecomunicaciones. Las redes 5G requieren amplificadores de RF de alta potencia y alta frecuencia para soportar un mayor ancho de banda de datos y una menor latencia. Los semiconductores de potencia de SiC ofrecen características de rendimiento superiores, como mayor densidad de potencia, menor resistencia de encendido y velocidades de conmutación más rápidas en comparación con los dispositivos basados en silicio, lo que los hace adecuados para la amplificación de potencia de RF en estaciones base 5G y otros equipos de telecomunicaciones. Además, los amplificadores de potencia basados en SiC permiten una mayor eficiencia y una mayor duración de la batería en dispositivos habilitados para 5G, como teléfonos inteligentes y dispositivos IoT. A medida que la implementación de 5G continúa expandiéndose globalmente, impulsada por la demanda de conectividad inalámbrica ultrarrápida y confiable, la demanda de semiconductores de potencia de SiC en el sector de las telecomunicaciones está lista para crecer significativamente, presentando oportunidades de mercado lucrativas para los fabricantes de semiconductores de SiC.

Principales desafíos del mercado

Desafíos de costos y fabricación

Uno de los desafíos importantes que enfrenta el mercado de semiconductores de potencia de SiC es el costo asociado con su fabricación. El carburo de silicio (SiC) es inherentemente más caro de producir que los semiconductores tradicionales basados en silicio debido a la complejidad del proceso de fabricación y el alto costo de las materias primas. Si bien los beneficios del SiC, como una mayor eficiencia y densidad de potencia, son bien reconocidos, la inversión inicial requerida para las instalaciones y equipos de fabricación de SiC sigue siendo una barrera para su adopción generalizada. Además, las tasas de rendimiento de los dispositivos de SiC suelen ser más bajas en comparación con los dispositivos de silicio, lo que afecta aún más los costos de producción. Los fabricantes trabajan continuamente para mejorar los procesos de fabricación y reducir los costos de producción para que los dispositivos de SiC sean más competitivos en el mercado. Sin embargo, hasta que se realicen avances significativos en las estrategias de reducción de costos, la elevada inversión inicial y los gastos de fabricación seguirán planteando desafíos para la adopción generalizada de semiconductores de potencia de SiC.

Cadena de suministro e infraestructura limitadas

Otro desafío para el mercado de semiconductores de potencia de SiC es la cadena de suministro y la infraestructura limitadas en comparación con los semiconductores basados en silicio. La industria de semiconductores de silicio tiene una cadena de suministro bien establecida, con numerosos fabricantes, proveedores e infraestructura que respaldan su producción y distribución. En contraste, la cadena de suministro de SiC es relativamente incipiente y carece del mismo nivel de madurez y escala. Este ecosistema limitado genera desafíos como plazos de entrega más largos, disponibilidad restringida de materiales y mayores costos de adquisición para los componentes basados en SiC. Además, la infraestructura para la fabricación, prueba y empaquetado de SiC no es tan extensa como la de los dispositivos de silicio, lo que puede obstaculizar la escalabilidad y comercialización de la tecnología de SiC. Para hacer frente a estos desafíos de la cadena de suministro y de la infraestructura se requieren inversiones significativas en la construcción de redes de suministro sólidas, la expansión de la capacidad de fabricación y el fomento de colaboraciones en todo el ecosistema de SiC para satisfacer la creciente demanda de semiconductores de potencia de SiC.

Tendencias clave del mercado

Expansión de la generación de energía renovable

La expansión de la generación de energía renovable, en particular en energía solar y eólica, es otra tendencia clave que impulsa el mercado de semiconductores de potencia de SiC. A medida que los países se esfuerzan por reducir la dependencia de los combustibles fósiles y la transición hacia fuentes de energía más limpias, existe una creciente necesidad de sistemas de conversión de energía eficientes para integrar la energía renovable en la red. La electrónica de potencia basada en SiC ofrece una mayor eficiencia y confiabilidad en comparación con los dispositivos convencionales basados en silicio, lo que los hace adecuados para aplicaciones de energía renovable. Los inversores de SiC permiten una mayor densidad de potencia, menores pérdidas y un mejor rendimiento térmico, lo que resulta en una mejor eficiencia de conversión de energía y menores costos del sistema a largo plazo. Además, los dispositivos de SiC pueden funcionar a temperaturas más altas, lo que los hace ideales para las duras condiciones ambientales que suelen encontrarse en las instalaciones de energía solar y eólica. Con el impulso global hacia la implementación de energía renovable y la disminución del costo de la tecnología de SiC, el mercado de semiconductores de potencia de SiC en el sector de la energía renovable está preparado para un crecimiento y una expansión significativos.

Aparición de la infraestructura 5G

La aparición de la tecnología inalámbrica 5G está impulsando la demanda de semiconductores de potencia de SiC en la infraestructura de telecomunicaciones. Las redes 5G requieren electrónica de potencia avanzada para soportar velocidades de datos más altas, menor latencia y mayor densidad de conectividad en comparación con las generaciones anteriores. Los amplificadores de potencia de RF y los conmutadores de alta frecuencia basados en SiC ofrecen características de rendimiento superiores, incluida una mayor densidad de potencia, menor pérdida de inserción y frecuencias operativas más altas, lo que los convierte en componentes esenciales para las estaciones base y la infraestructura 5G. La capacidad del SiC para manejar niveles de potencia más altos y operar a temperaturas elevadas garantiza un rendimiento confiable en entornos de red 5G exigentes. Además, los dispositivos de SiC permiten el desarrollo de sistemas de RF más compactos y energéticamente eficientes, lo que reduce la huella y el consumo de energía de los equipos de infraestructura 5G. A medida que se acelera la implementación de 5G en todo el mundo y las empresas de telecomunicaciones invierten en la actualización de sus redes, se espera que la demanda de semiconductores de potencia de SiC en el segmento de mercado de 5G crezca rápidamente, presentando oportunidades lucrativas para los fabricantes y proveedores de semiconductores.

Crecimiento de la automatización industrial y la electrónica de potencia

El crecimiento de la automatización industrial y la electrónica de potencia está impulsando la demanda de semiconductores de potencia de SiC en diversas aplicaciones, como controladores de motores, robots industriales y fuentes de alimentación. A medida que las industrias adoptan la automatización para mejorar la productividad, la eficiencia y la flexibilidad, existe la necesidad de electrónica de potencia de alto rendimiento capaz de manejar altos voltajes y corrientes al tiempo que minimiza las pérdidas de energía. Los dispositivos de SiC ofrecen ventajas significativas sobre los componentes tradicionales basados en silicio, incluidos voltajes nominales más altos, pérdidas de conducción más bajas y velocidades de conmutación más rápidas, lo que permite sistemas de conversión de energía más eficientes y compactos. Además, la conductividad térmica superior del SiC permite densidades de potencia y temperaturas de funcionamiento más altas, lo que lo hace adecuado para entornos industriales exigentes. A medida que las industrias de todo el mundo invierten en la modernización de sus procesos de fabricación e infraestructura, se espera que la demanda de semiconductores de potencia de SiC en la automatización industrial y la electrónica de potencia crezca de forma constante, lo que presenta oportunidades lucrativas para que los fabricantes y proveedores de semiconductores aprovechen esta tendencia del mercado

Información segmentaria

Información

El segmento de dispositivos discretos de SiC tuvo la mayor participación de mercado en 2023.

Uno de los impulsores clave detrás de la adopción de dispositivos discretos de SiC es su capacidad para operar a voltajes y temperaturas más altos en comparación con sus contrapartes de silicio. La banda prohibida más amplia del SiC permite que los dispositivos resistan campos eléctricos más altos, lo que resulta en una menor resistencia en estado encendido y velocidades de conmutación más rápidas. Esta característica es particularmente ventajosa en aplicaciones de electrónica de potencia donde prevalecen altos voltajes y frecuencias, como en vehículos eléctricos (VE), sistemas de energía renovable y accionamientos de motores industriales.

En el sector automotriz, el cambio hacia la electrificación está acelerando la demanda de dispositivos discretos de SiC en los sistemas de propulsión de los VE. Los módulos de potencia y los dispositivos discretos basados en SiC ofrecen mejoras significativas de eficiencia con respecto a las soluciones basadas en silicio, lo que permite mayores autonomías de conducción y tiempos de carga más rápidos para los vehículos eléctricos. Además, la capacidad del SiC para operar a temperaturas más altas permite sistemas de electrónica de potencia más compactos y livianos, lo que contribuye a una mayor eficiencia energética y una mayor vida útil de la batería en los VE.

En el sector de la energía renovable, los dispositivos discretos de SiC desempeñan un papel vital en la mejora del rendimiento y la confiabilidad de los inversores solares y las turbinas eólicas. Al aprovechar la conductividad térmica superior del SiC y las capacidades de operación a alta temperatura, los fabricantes pueden diseñar sistemas de conversión de energía más eficientes y compactos. Esto da como resultado mayores rendimientos energéticos, menores costos de mantenimiento y una mejor estabilidad de la red, lo que impulsa la adopción de la tecnología de SiC en el mercado de energía renovable.

Perspectivas regionales

La región de Asia Pacífico tuvo la mayor participación de mercado en 2023.

Desarrollos recientes

• En junio de 2024, ROHM Co Ltd. lanzó su marca EcoSiC como marca comercial para productos que utilizan carburo de silicio (SiC). El lanzamiento de la marca EcoSiC persigue varias ventajas, como que los dispositivos de SiC ofrecen un rendimiento mejorado con frecuencias de conmutación más altas y pérdidas reducidas, lo que da como resultado sistemas más eficientes y compactos. Al enfatizar la sostenibilidad, las tecnologías de SiC contribuyen a productos ecológicos que reducen el consumo de energía en aplicaciones como vehículos eléctricos y sistemas de energía renovable. La innovación tecnológica es una piedra angular para ROHM, posicionándola como líder en el desarrollo y fabricación de productos de SiC. ROHM invierte significativamente en I+D para mejorar el rendimiento de los componentes de SiC y amplía las capacidades de producción para satisfacer la creciente demanda del mercado de estas soluciones de semiconductores avanzadas.

Principales actores del mercado

• SMART Global Holdings, Inc.
• ROHMCo., Ltd.
• InfineonTechnologies AG
• Semiconductor Components Industries, LLC
• STMicroelectronics International NV 
• Microchip Technology Inc.
• Littelfuse, Inc.
• Texas Instruments Incorporated
• NXP Semiconductors NV