SiC 전력 반도체 시장 – 글로벌 산업 규모, 점유율, 추세, 기회 및 예측, 장치별 세분화(SiC 이산 장치 및 SiC 베어 다이 장치), 애플리케이션별(RF 장치 및 셀룰러 기지국, 전원 공급 및 인버터, 전력망, EV 모터, 산업용 모터 드라이브, 철도 견인 및 기타), 최종 사용자별(통신, 에너지 및 전력, 자동차, 산업, 전자 및 기타), 지역별, 경쟁별, 2019-2029F

시장 개요

글로벌 SiC 전력 반도체 시장은 2023년에 16억 2천만 달러 규모로 평가되었으며, 2029년까지 26.86%의 CAGR로 예측 기간 동안 강력한 성장을 보일 것으로 예상됩니다.

주요 시장 동인

고효율 전력 전자 제품에 대한 수요

고효율 전력 전자 제품에 대한 수요 증가는 실리콘 카바이드(SiC) 전력 반도체에 대한 중요한 시장 동인입니다. 산업이 에너지 효율을 높이고 탄소 배출을 줄이기 위해 노력함에 따라 고급 전력 반도체 기술의 채택이 필수적이 되고 있습니다. SiC 전력 반도체는 낮은 스위칭 손실, 높은 파괴 전압, 우수한 열 전도성을 포함하여 기존의 실리콘 기반 장치에 비해 여러 가지 이점을 제공합니다. 이러한 특성은 더 높은 주파수, 온도 및 전압에서 작동하면서 더 높은 효율성을 달성하는 전력 전자 시스템을 개발할 수 있게 합니다. 자동차, 재생 에너지, 산업 자동화 및 통신과 같은 산업은 제품과 시스템의 성능과 효율성을 개선하기 위해 SiC 전력 반도체에 점점 더 의존하고 있습니다. 예를 들어, 전기 자동차(EV)에서 SiC 기반 전력 전자 장치는 더 빠른 충전, 더 긴 주행 거리 및 더 높은 효율성을 가능하게 하여 SiC 전력 반도체에 대한 시장 수요를 촉진합니다.

전기 자동차(EV) 시장의 확대

전기 자동차(EV) 시장의 급속한 확대는 SiC 전력 반도체에 대한 수요를 촉진하고 있습니다. 전 세계 정부가 더 엄격한 배출 규정을 시행하고 전기 자동차 채택을 장려함에 따라 자동차 제조업체는 전기화 기술에 많은 투자를 하고 있습니다. SiC 전력 반도체는 EV 파워트레인에서 중요한 역할을 하며 기존 실리콘 기반 솔루션에 비해 더 높은 효율성, 더 빠른 충전 및 더 긴 주행 거리를 가능하게 합니다. 또한 SiC 기반 인버터와 온보드 충전기는 EV 파워트레인 시스템의 전체 크기, 무게 및 비용을 줄이는 데 기여하여 채택을 더욱 가속화합니다. EV 시장이 향후 몇 년 동안 소비자 수요와 규제 의무에 의해 크게 성장할 것으로 예상됨에 따라 SiC 전력 반도체에 대한 수요는 상당한 성장을 경험할 것으로 예상되며, 이는 SiC 전력 반도체 시장의 제조업체에게 수익성 있는 기회를 제공합니다.

5G 기술의 등장

5G 기술의 등장은 통신 인프라에서 SiC 전력 반도체에 대한 수요를 촉진하고 있습니다. 5G 네트워크는 증가된 데이터 대역폭과 낮은 지연 시간을 지원하기 위해 고전력 및 고주파 RF 증폭기가 필요합니다. SiC 전력 반도체는 실리콘 기반 장치에 비해 더 높은 전력 밀도, 낮은 온 저항, 더 빠른 스위칭 속도와 같은 뛰어난 성능 특성을 제공하여 5G 기지국 및 기타 통신 장비의 RF 전력 증폭에 적합합니다. 또한 SiC 기반 전력 증폭기는 스마트폰 및 IoT 장치와 같은 5G 지원 장치에서 더 높은 효율성과 더 긴 배터리 수명을 가능하게 합니다. 5G 배포가 초고속 및 안정적인 무선 연결에 대한 수요에 의해 전 세계적으로 확대됨에 따라 통신 부문에서 SiC 전력 반도체에 대한 수요가 크게 증가할 것으로 예상되며, 이는 SiC 반도체 제조업체에 수익성 있는 시장 기회를 제공합니다.

주요 시장 과제

비용 및 제조 과제

SiC 전력 반도체 시장이 직면한 중요한 과제 중 하나는 제조와 관련된 비용입니다. 실리콘 카바이드(SiC)는 제조 공정의 복잡성과 원자재 비용이 높기 때문에 기존 실리콘 기반 반도체보다 생산 비용이 더 비쌉니다. 더 높은 효율성과 전력 밀도와 같은 SiC의 이점은 잘 알려져 있지만 SiC 제조 시설 및 장비에 필요한 초기 투자는 광범위한 채택을 위한 장벽으로 남아 있습니다. 또한 SiC 장치의 수율률은 실리콘 장치에 비해 종종 낮아 생산 비용에 더욱 영향을 미칩니다. 제조업체는 SiC 장치가 시장에서 더 경쟁력을 갖도록 제조 공정을 개선하고 생산 비용을 줄이기 위해 지속적으로 노력하고 있습니다. 그러나 비용 절감 전략에서 상당한 진전이 이루어질 때까지 높은 사전 투자와 제조 비용은 SiC 전력 반도체의 광범위한 채택에 계속해서 과제를 제기할 것입니다.

제한된 공급망 및 인프라

SiC 전력 반도체 시장의 또 다른 과제는 실리콘 기반 반도체에 비해 제한된 공급망과 인프라입니다. 실리콘 반도체 산업은 수많은 제조업체, 공급업체 및 인프라가 생산 및 유통을 지원하는 잘 확립된 공급망을 가지고 있습니다. 반면, SiC 공급망은 비교적 초기 단계이며 동일한 수준의 성숙도와 규모가 부족합니다. 이러한 제한된 생태계는 리드 타임 연장, 재료 가용성 제한 및 SiC 기반 구성 요소의 높은 조달 비용과 같은 과제를 초래합니다. 더욱이 SiC 제조, 테스트 및 패키징을 위한 인프라는 실리콘 장치만큼 광범위하지 않아 SiC 기술의 확장성과 상용화를 방해할 수 있습니다. 이러한 공급망 및 인프라 과제를 해결하려면 강력한 공급망 구축, 제조 용량 확대, SiC 전력 반도체에 대한 증가하는 수요를 충족하기 위한 SiC 생태계 전반의 협업 촉진에 상당한 투자가 필요합니다.

주요 시장 동향

재생 에너지 생산 확대

특히 태양광 및 풍력 발전의 재생 에너지 생산 확대는 SiC 전력 반도체 시장을 촉진하는 또 다른 주요 동향입니다. 국가들이 화석 연료에 대한 의존도를 줄이고 더 깨끗한 에너지원으로 전환하기 위해 노력함에 따라 재생 에너지를 그리드에 통합하기 위한 효율적인 전력 변환 시스템에 대한 필요성이 커지고 있습니다. SiC 기반 전력 전자 장치는 기존 실리콘 기반 장치에 비해 더 높은 효율성과 안정성을 제공하므로 재생 에너지 애플리케이션에 적합합니다. SiC 인버터는 더 높은 전력 밀도, 더 낮은 손실, 더 나은 열 성능을 제공하여 장기적으로 에너지 변환 효율을 개선하고 시스템 비용을 절감합니다. 또한 SiC 장치는 더 높은 온도에서 작동할 수 있으므로 태양광 및 풍력 발전 설비에서 종종 발생하는 혹독한 환경 조건에 이상적입니다. 재생 에너지 배치에 대한 글로벌 추진과 SiC 기술 비용의 감소로 재생 에너지 부문의 SiC 전력 반도체 시장은 상당한 성장과 확장을 앞두고 있습니다.

5G 인프라의 등장

5G 무선 기술의 등장으로 통신 인프라에서 SiC 전력 반도체에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 5G 네트워크는 이전 세대에 비해 더 높은 데이터 전송 속도, 더 낮은 지연 시간, 더 높은 연결 밀도를 지원하는 고급 전력 전자 장치가 필요합니다. SiC 기반 RF 전력 증폭기와 고주파 스위치는 더 높은 전력 밀도, 더 낮은 삽입 손실, 더 높은 작동 주파수를 포함한 뛰어난 성능 특성을 제공하여 5G 기지국과 인프라에 필수적인 구성 요소가 됩니다. SiC는 더 높은 전력 레벨을 처리하고 높은 온도에서 작동할 수 있어 까다로운 5G 네트워크 환경에서 안정적인 성능을 보장합니다. 또한 SiC 장치는 더 작고 에너지 효율적인 RF 시스템을 개발할 수 있어 5G 인프라 장비의 설치 공간과 전력 소비를 줄입니다. 5G 배포가 전 세계적으로 가속화되고 통신 회사가 네트워크 업그레이드에 투자함에 따라 5G 시장 부문에서 SiC 전력 반도체에 대한 수요가 빠르게 증가할 것으로 예상되며, 이는 반도체 제조업체와 공급업체에 수익성 있는 기회를 제공합니다.

산업 자동화 및 전력 전자의 성장

산업 자동화 및 전력 전자의 성장은 모터 드라이브, 산업용 로봇, 전원 공급 장치와 같은 다양한 응용 분야에서 SiC 전력 반도체에 대한 수요를 견인하고 있습니다. 산업이 생산성, 효율성 및 유연성을 개선하기 위해 자동화를 도입함에 따라 에너지 손실을 최소화하면서 고전압 및 전류를 처리할 수 있는 고성능 전력 전자에 대한 요구가 커지고 있습니다. SiC 장치는 더 높은 전압 정격, 낮은 전도 손실, 더 빠른 스위칭 속도를 포함하여 기존 실리콘 기반 구성 요소에 비해 상당한 이점을 제공하여 보다 효율적이고 소형의 전력 변환 시스템을 구현할 수 있습니다. 또한 SiC의 뛰어난 열 전도성은 더 높은 전력 밀도와 작동 온도를 허용하므로 까다로운 산업 환경에 적합합니다. 전 세계 산업이 제조 공정과 인프라를 현대화하는 데 투자함에 따라 산업 자동화 및 전력 전자 분야에서 SiC 전력 반도체에 대한 수요가 꾸준히 증가할 것으로 예상되며, 이는 반도체 제조업체와 공급업체가 이 시장 추세를 활용할 수 있는 수익성 있는 기회를 제공합니다.

세그먼트별 인사이트

인사이트

SiC 이산 디바이스 세그먼트는 2023년에 가장 큰 시장 점유율을 차지했습니다.

SiC 이산 디바이스 채택의 주요 동인 중 하나는 실리콘 대응 제품에 비해 더 높은 전압과 온도에서 작동할 수 있는 능력입니다. SiC의 더 넓은 밴드갭은 디바이스가 더 높은 전기장을 견딜 수 있게 하여 온 상태 저항을 낮추고 스위칭 속도를 더 빠르게 합니다. 이러한 특성은 전기 자동차(EV), 재생 에너지 시스템, 산업용 모터 드라이브와 같이 고전압과 주파수가 널리 사용되는 전력 전자 응용 분야에서 특히 유리합니다.

자동차 부문에서 전기화로의 전환은 EV 파워트레인에서 SiC 개별 디바이스에 대한 수요를 가속화하고 있습니다. SiC 기반 전력 모듈과 개별 디바이스는 실리콘 기반 솔루션에 비해 상당한 효율성 개선을 제공하여 전기 자동차의 주행 범위를 늘리고 충전 시간을 단축할 수 있습니다. 또한 SiC는 고온에서 작동할 수 있어 더욱 소형이고 가벼운 전력 전자 시스템을 구현할 수 있어 EV의 에너지 효율을 높이고 배터리 수명을 연장하는 데 기여합니다.

재생 에너지 부문에서 SiC 개별 디바이스는 태양광 인버터와 풍력 터빈의 성능과 안정성을 개선하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다. SiC의 뛰어난 열 전도성과 고온 작동 기능을 활용하여 제조업체는 더욱 효율적이고 소형의 전력 변환 시스템을 설계할 수 있습니다. 이로 인해 에너지 수율이 높아지고, 유지 관리 비용이 절감되고, 그리드 안정성이 개선되어 재생 에너지 시장에서 SiC 기술 도입이 촉진됩니다.

지역별 통찰력

아시아 태평양 지역은 2023년에 가장 큰 시장 점유율을 차지했습니다.

최근 개발

• 2024년 6월, ROHM Co Ltd.는 실리콘 카바이드(SiC)를 사용한 제품의 상표로 EcoSiC 브랜드를 출시했습니다. EcoSiC 브랜드의 출시는 SiC 장치가 더 높은 스위칭 주파수와 감소된 손실로 향상된 성능을 제공하여 더 효율적이고 컴팩트한 시스템을 제공하는 등 여러 가지 이점을 추구합니다. 지속 가능성을 강조하는 SiC 기술은 전기 자동차 및 재생 에너지 시스템과 같은 애플리케이션에서 에너지 소비를 줄이는 친환경 제품에 기여합니다. 기술 혁신은 ROHM의 초석이며, SiC 제품 개발 및 제조 분야의 리더로 자리 매김하고 있습니다. ROHM은 SiC 구성 요소 성능을 향상시키기 위해 R&D에 상당한 투자를 하고 이러한 첨단 반도체 솔루션에 대한 증가하는 시장 수요를 충족하기 위해 생산 용량을 확대하고 있습니다.

주요 시장 참여자

• 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