SiCパワー半導体市場 – 世界の業界規模、シェア、トレンド、機会、予測、デバイス別（SiCディスクリートデバイスとSiCベアダイデバイス）、アプリケーション別（RFデバイスとセルラー基地局、電源とインバータ、電力網、EVモーター、産業用モータードライブ、鉄道牽引など）、エンドユーザー別（通信、エネルギーと電力、自動車、産業、エレクトロニクスなど）、地域別、競合状況別、2019～2029年予測

市場概要

世界の SiC パワー半導体市場は 2023 年に 16 億 2,000 万米ドルと評価され、2029 年までの予測期間中に 26.86% の CAGR で堅調な成長が見込まれています。

主要な市場推進要因

高効率パワーエレクトロニクスの需要

高効率パワーエレクトロニクスの需要の高まりは、シリコンカーバイド (SiC) パワー半導体の重要な市場推進要因です。産業界がエネルギー効率の向上と炭素排出量の削減に努める中、高度なパワー半導体技術の採用が不可欠になっています。SiC パワー半導体は、従来のシリコンベースのデバイスに比べて、スイッチング損失の低減、ブレークダウン電圧の向上、熱伝導率の向上など、いくつかの利点があります。これらの特性により、より高い周波数、温度、電圧で動作し、より高い効率を達成するパワーエレクトロニクスシステムの開発が可能になります。自動車、再生可能エネルギー、産業オートメーション、通信などの業界では、製品やシステムのパフォーマンスと効率を向上させるために、SiCパワー半導体への依存度が高まっています。たとえば、電気自動車（EV）では、SiCベースのパワーエレクトロニクスにより、充電の高速化、走行距離の延長、効率の向上が可能になり、SiCパワー半導体の市場需要が高まっています。

電気自動車（EV）市場の拡大

電気自動車（EV）市場の急速な拡大により、SiCパワー半導体の需要が高まっています。世界中の政府がより厳しい排出規制を実施し、電気自動車の導入を奨励する中、自動車メーカーは電動化技術に多額の投資を行っています。SiCパワー半導体はEVパワートレインで重要な役割を果たし、従来のシリコンベースのソリューションと比較して、効率の向上、充電の高速化、走行距離の延長を実現します。さらに、SiC ベースのインバーターとオンボード充電器は、EV パワートレイン システムの全体的なサイズ、重量、コストの削減に貢献し、その採用をさらに加速させます。EV 市場は、消費者の需要と規制要件の両方によって今後数年間で大幅に成長すると予測されており、SiC パワー半導体の需要は大幅に増加すると予想され、SiC パワー半導体市場のメーカーにとって有利な機会を提供します。

5G テクノロジーの出現

5G テクノロジーの出現により、通信インフラストラクチャにおける SiC パワー半導体の需要が高まっています。5G ネットワークでは、データ帯域幅の増加と遅延の低減をサポートするために、高出力で高周波の RF アンプが必要です。SiC パワー半導体は、シリコンベースのデバイスと比較して、高電力密度、低オン抵抗、高速スイッチングなどの優れた性能特性を備えているため、5G 基地局やその他の通信機器での RF 電力増幅に最適です。さらに、SiC ベースのパワー アンプは、スマートフォンや IoT デバイスなどの 5G 対応デバイスの効率を高め、バッテリー寿命を延ばします。超高速で信頼性の高いワイヤレス接続の需要に牽引され、5G の導入が世界的に拡大し続ける中、通信分野での SiC パワー半導体の需要は大幅に増加する見込みで、SiC 半導体メーカーにとって魅力的な市場機会が生まれています。

主要な市場の課題

コストと製造の課題

SiC パワー半導体市場が直面している大きな課題の 1 つは、製造に関連するコストです。シリコン カーバイド (SiC) は、製造プロセスの複雑さと原材料費の高さから、従来のシリコン ベースの半導体よりも本質的に生産コストが高くなります。SiC の利点である効率性や電力密度の高さはよく知られていますが、SiC 製造施設や装置に必要な初期投資は、広く採用される上での障壁となっています。さらに、SiC デバイスの歩留まりはシリコン デバイスに比べて低いことが多く、製造コストにさらに影響を及ぼします。メーカーは、SiC デバイスの市場での競争力を高めるために、製造プロセスの改善と製造コストの削減に継続的に取り組んでいます。ただし、コスト削減戦略が大幅に進歩するまでは、高額な先行投資と製造費用が、SiC パワー半導体の広範な採用の課題となり続けるでしょう。

限られたサプライ チェーンとインフラストラクチャ

SiC パワー半導体市場のもう 1 つの課題は、シリコンベースの半導体と比較して、サプライ チェーンとインフラストラクチャが限られていることです。シリコン半導体業界には確立されたサプライ チェーンがあり、多数のメーカー、サプライヤー、インフラストラクチャがその生産と流通をサポートしています。対照的に、SiC サプライ チェーンは比較的初期段階にあり、同じレベルの成熟度と規模を欠いています。この限られたエコシステムにより、リード タイムが長くなる、材料の入手が制限される、SiC ベースのコンポーネントの調達コストが高くなるなどの課題が生じます。さらに、SiC の製造、テスト、パッケージングのインフラストラクチャはシリコン デバイスほど広範囲ではないため、SiC 技術の拡張性と商業化を妨げる可能性があります。こうしたサプライ チェーンとインフラストラクチャの課題に対処するには、堅牢なサプライ ネットワークの構築、製造能力の拡大、SiC エコシステム全体にわたる連携の促進に多額の投資を行い、SiC パワー半導体の需要増大に対応する必要があります。

主要な市場動向

再生可能エネルギー発電の拡大

再生可能エネルギー発電、特に太陽光発電と風力発電の拡大は、SiC パワー半導体市場を牽引するもう 1 つの主要な動向です。各国が化石燃料への依存を減らし、よりクリーンなエネルギー源への移行を目指す中、再生可能エネルギーをグリッドに統合するための効率的な電力変換システムの必要性が高まっています。SiC ベースのパワー エレクトロニクスは、従来のシリコン ベースのデバイスに比べて効率と信頼性が高く、再生可能エネルギー アプリケーションに最適です。SiC インバーターは、電力密度が高く、損失が少なく、熱性能に優れているため、長期的にはエネルギー変換効率が向上し、システム コストが削減されます。さらに、SiC デバイスは高温でも動作できるため、太陽光発電や風力発電設備でよく見られる厳しい環境条件に最適です。再生可能エネルギーの導入に向けた世界的な推進と SiC 技術のコスト低下により、再生可能エネルギー分野の SiC パワー半導体市場は大幅な成長と拡大が見込まれています。

5G インフラストラクチャの出現

5G ワイヤレス技術の出現により、通信インフラストラクチャにおける SiC パワー半導体の需要が高まっています。5G ネットワークでは、前世代と比較して、より高いデータ レート、より低いレイテンシ、および接続密度の向上をサポートするために、高度なパワー エレクトロニクスが必要です。SiC ベースの RF パワー アンプと高周波スイッチは、より高い電力密度、より低い挿入損失、より高い動作周波数など、優れたパフォーマンス特性を備えているため、5G 基地局およびインフラストラクチャに不可欠なコンポーネントとなっています。SiC はより高い電力レベルを処理し、高温で動作できるため、要求の厳しい 5G ネットワーク環境でも信頼性の高いパフォーマンスが保証されます。さらに、SiC デバイスにより、よりコンパクトでエネルギー効率の高い RF システムの開発が可能になり、5G インフラストラクチャ機器の設置面積と消費電力が削減されます。 5G の導入が世界中で加速し、通信会社がネットワークのアップグレードに投資するにつれて、5G 市場セグメントにおける SiC パワー半導体の需要は急速に増加すると予想され、半導体メーカーやサプライヤーにとって有利な機会が生まれます。

産業オートメーションとパワーエレクトロニクスの成長

産業オートメーションとパワーエレクトロニクスの成長により、モータードライブ、産業用ロボット、電源などのさまざまなアプリケーションにおける SiC パワー半導体の需要が高まっています。業界では生産性、効率性、柔軟性を向上させるためにオートメーションが採用されているため、エネルギー損失を最小限に抑えながら高電圧と高電流を処理できる高性能パワーエレクトロニクスが必要とされています。SiC デバイスは、従来のシリコンベースのコンポーネントに比べて、定格電圧が高く、伝導損失が低く、スイッチング速度が速いなど、大きな利点があり、より効率的でコンパクトな電力変換システムを実現します。さらに、SiC の優れた熱伝導性により、より高い電力密度と動作温度が可能になり、要求の厳しい産業環境に適しています。世界中の産業界が製造プロセスとインフラストラクチャの近代化に投資するにつれて、産業オートメーションとパワーエレクトロニクスにおける SiC パワー半導体の需要は着実に増加すると予想されており、半導体メーカーとサプライヤーにとって、この市場トレンドを活用できる有利な機会が生まれます。

セグメント別インサイト

インサイト

SiC ディスクリートデバイスセグメントは、2023 年に最大の市場シェアを占めました。

SiC ディスクリートデバイスの採用を推進する主な要因の 1 つは、シリコン製のデバイスと比較して、より高い電圧と温度で動作できることです。SiC のバンドギャップが広いため、デバイスはより高い電界に耐えることができ、オン状態の抵抗が低くなり、スイッチング速度が速くなります。この特性は、電気自動車（EV）、再生可能エネルギーシステム、産業用モータードライブなど、高電圧および高周波数が普及しているパワーエレクトロニクスアプリケーションで特に有利です。

自動車分野では、電動化への移行により、EVパワートレインにおけるSiCディスクリートデバイスの需要が加速しています。SiCベースのパワーモジュールとディスクリートデバイスは、シリコンベースのソリューションに比べて効率が大幅に向上し、電気自動車の走行距離の延長と充電時間の短縮を実現します。さらに、SiCは高温で動作できるため、パワーエレクトロニクスシステムの小型化と軽量化が可能になり、EVのエネルギー効率の向上とバッテリー寿命の延長に貢献します。

再生可能エネルギー分野では、SiCディスクリートデバイスが太陽光インバーターと風力タービンの性能と信頼性の向上に重要な役割を果たしています。SiCの優れた熱伝導性と高温動作機能を活用することで、メーカーはより効率的でコンパクトな電力変換システムを設計できます。その結果、エネルギー収量の増加、メンテナンスコストの削減、グリッド安定性の向上が実現し、再生可能エネルギー市場での SiC 技術の採用が促進されます。

地域別洞察

2023 年にはアジア太平洋地域が最大の市場シェアを占めました。

最近の動向

• 2024 年 6 月、ローム株式会社は、シリコンカーバイド (SiC) を使用した製品の商標として EcoSiC ブランドを立ち上げました。EcoSiC ブランドの立ち上げは、SiC デバイスがより高いスイッチング周波数とより少ない損失でパフォーマンスを向上させ、より効率的でコンパクトなシステムを実現するなど、いくつかの利点を追求しています。持続可能性を重視する SiC 技術は、電気自動車や再生可能エネルギーシステムなどのアプリケーションでエネルギー消費を削減する環境に優しい製品に貢献します。技術革新はロームにとって基礎であり、SiC 製品の開発と製造におけるリーダーとしての地位を確立しています。ROHM は、SiC コンポーネントのパフォーマンスを向上させるために研究開発に多額の投資を行い、これらの高度な半導体ソリューションに対する市場の需要の高まりに対応するために生産能力を拡大しています。

主要な市場プレーヤー

• SMART Global Holdings, Inc.
• ROHMCo., Ltd.
• InfineonTechnologies AG
• Semiconductor Components Industries, LLC
• STMicroelectronics International NV 
• Microchip Technology Inc.
• Littelfuse, Inc.
• テキサスinstruments Incorporated
• NXP 半導体 NV