炭化ケイ素半導体デバイスの市場規模、シェア、業界分析、デバイス別（SiCディスクリートデバイスおよびSiCモジュール）、ウェーハサイズ別（1インチ～4インチ、6インチ、8インチ、10インチ以上）、エンドユーザー別（自動車、エネルギーと電力、産業、輸送、通信、その他）、および地域予測、2026～2034年

炭化ケイ素半導体デバイスの世界市場規模は、2024年に21億3,000万米ドルと評価されています。市場は2025年の26億2,000万米ドルから2032年までに112億3,000万米ドルに成長すると予測されており、予測期間中に26.23%のCAGRを示します。

炭化ケイ素半導体デバイスの世界市場は、エレクトロニクス分野でのSiC半導体デバイスの採用の増加と、電気自動車の充電システムでSiC半導体デバイスが利用できる広範な用途により拡大しています。

炭化ケイ素（SiC）は、ケイ素と炭化物からなる複合半導体母材です。 SiC には、ホウ素、ベリリウム、ガリウム、またはアルミニウムを含む p 型に加えて、窒素またはリンを n 型にドープできるため、多くの利点があります。炭化ケイ素にはいくつかのばらつきと純度が存在しますが、半導体グレードの優れた炭化ケイ素が実用化されるようになったのはここ数十年のことです。

さらに、それらの重要な特性は、高温、低いオン抵抗、高周波、および高電圧性能で構成されており、これらはシリコンよりも優れていることを示しています。さらに、高い信頼性、品質、効率に対するビジネスの要求の結果、SiC は自動車分野でも普及してきました。 SiC はプロセスでの高電圧要求に対応できます。炭化ケイ素は、特にインバータ システム内部のシステム全体の効率を高めることにより、電気自動車の運転費用を高騰させる可能性があります。これにより、車両の包括的なエネルギー節約が促進されると同時に、バッテリー管理システムのサイズとそれに伴う重量が削減されます。例えば、

• ゴールドマン・サックス電気自動車で炭化ケイ素を活用することで、EV の産業コストと所有コストを車両 1 台あたり約 2,000 米ドル削減できると予測しています。また、SiC は、通常 kV 範囲で動作する EV の急速充電プロセスを強化し、システム全体の損失を 30% 近く削減し、サージ電力密度を 30% 削減し、コンポーネントの合計を 30% 削減することができます。この効果により、急速充電ステーションの高速化、小型化、そしてコスト効率の向上が可能になります。

ジェネレーティブ AI が炭化ケイ素半導体デバイス市場に与える影響

生成 AI は市場に大きな影響を与えます。 AI は、半導体デバイスのより効率的で革新的な設計を支援できます。 AI アルゴリズムを使用してさまざまな設計の可能性を刺激することで、メーカーは従来の方法よりも迅速に幅広いオプションを検討できます。これにより、プロトタイピングの迅速化、反復回数の削減、デバイスのパフォーマンスの最適化が実現し、市場の成長が促進されました。

炭化ケイ素半導体デバイス市場の推進者

電子機器におけるパワーエレクトロニクスの採用が拡大し、市場の成長を促進

パワーエレクトロニクスは、スイッチング損傷の軽減に重要な効率を高める電子デバイスを必要とするため、パワーエレクトロニクスにおける世界的な電気基盤において重要な役割を果たしています。パワー エレクトロニクス ビジネス内には、エネルギー散逸を最小限に抑え、システム効率を強化するように設計されたシステム内で、不連続電流を直流に、またはその逆に変換する役割を担うパワー デバイスのグループがあります。したがって、これらの機能は、電源、データセンター、太陽光または風力モジュール、コンバータなどのデバイスを持続的に支援します。

炭化ケイ素半導体デバイス市場の抑制

メーカー間のICデバイスのコスト上昇が市場の成長を妨げる可能性がある

SiC デバイスのコスト高に寄与する主な要因は、シリコン ウェーハのコストを大幅に上回る高価な SiC 基板です。 SiCの製造に不可欠な転写プロセスでは、高温を維持するために多量のエネルギーが必要ですが、これにより、総合的な成長時間で長さ25mm以下の絶対ブールが得られます。これは、シリコンウェーハに関連するコストの高騰につながります。さらに、他のコスト要因には、高温と高価な消耗品を伴うエピタキシーおよびデバイス製造が含まれます。  したがって、SiCデバイスの高コストが市場の成長を妨げています。

炭化ケイ素半導体デバイスの市場機会

SiC基板とエピタキシーの品質を向上させるための継続的な開発が市場の成長を促進

SiC 基板の優位性とエピタキシー プロセスの継続的な改善は、SiC デバイス製造の進行中の開発において不可欠な要素です。研究者らは、SiC デバイスの性能を低下させる結晶積層欠陥、マイクロパイプ、傷、汚れ、表面粒子など、SiC 基板に存在する欠陥に徹底的に取り組んでいます。信頼性の高い基板の卓越性を維持するための努力は、ウェーハが大きくなったとしても、欠陥密度の増加に抵抗します。これらの進歩は、SiC デバイスの信頼性、品質、費用対効果を向上させ、SiC 市場に成長の機会を提供するために構成されています。したがって、これらの要因は今後数年間で市場の成長を促進すると予想されます。

セグメンテーション

重要な洞察

このレポートでは、次の重要な洞察がカバーされています。

• ミクロ・マクロ経済指標
• 推進力、制約、傾向、機会
• 主要企業が採用した事業戦略
• 主要企業の統合SWOT分析

デバイス別分析

デバイスに基づいて、市場はSiCディスクリートデバイスとSiCモジュールに細分されます。

SiC モジュールセグメントは、2023 年に最高の市場シェアを保持しました。これらのモジュールは、熱エネルギー損失を抑えて省電力効率を向上させるスイッチング材料として炭化ケイ素を使用しており、産業、自動車、電力およびエネルギー分野の重要なコンポーネントとして役立ちます。これらのコンポーネントは、SiC のさまざまなバンドギャップにより、低いスイッチング損失とより高い周波数を可能にするとともに、産業、自動車、エネルギーと電力などの困難なアプリケーションにとって重要な電圧と温度で動作する機能を備えているため、シリコンベースのデバイスよりも選択されています。したがって、これらの要因がセグメントの成長を加速します。

ウェーハサイズ別の分析

ウェーハサイズに基づいて、市場は1インチから4インチ、6インチ、8インチ、10インチ以上に分かれています。

1 ～ 4 インチのセグメントは、2023 年に最高の市場シェアを保持しました。これらのウェーハの厚さは 350 ± 25 マイクロメートルです。 N型とP型のバリエーションが存在します。炭化ケイ素ウェーハの P 型基板は、絶縁ゲート バイポーラ トランジスタ (IGBT) などの電源手順の製造に利用されます。さらに、パワーデバイスの導電性を高めるために、N 型基板は窒素で覆われています。

さらに、これらの変形例の有益な機械的特性は、既存のデバイス製造プロセスと互換性があります。さらに、1 ～ 4 インチの炭化ケイ素ウェーハは大量に形成できるため、費用効果が高く、請願は主にビジネス用途からのものであると予想されます。また、機器のサイズの縮小にも役立ち、予測期間中に導入する場合にさらなる利点があります。したがって、これらの要因がセグメントの成長を加速します。

エンドユーザーによる分析

炭化ケイ素半導体デバイス市場は、エンドユーザーに基づいて、自動車、エネルギーと電力、産業、輸送、通信などに細分されます。

自動車セグメントが最大の市場シェアを占めています。エンドユーザーはさらに電気自動車とIC自動車に分類されます。自動車分野の進歩は、IC 自動車や電気自動車への SiC 半導体の導入の増加によるものと考えられます。炭化ケイ素半導体は、高周波スイッチの安定性やエネルギー損傷の少なさなどの特性を備えており、充電器、コンバータ、インバータの用途に最適です。さらに、これらの半導体はエネルギー効率の向上と電子機器の重量の軽減に役立ち、その結果、電源全体の小型化と効率が向上します。これらの利点は、今後数年間にわたってこの分野を推進すると予想されます。

地域分析

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地域に基づいて、市場は北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、南米、中東およびアフリカにわたって調査されています。

北米では、予測期間中に最も高い CAGR が見込まれると予想されます。この地域市場の成長は、オンセミコンダクターコーポレーション（オンセミ）や広範な顧客基盤を持つジーンシックセミコンダクターなどの有力プレーヤーの存在と吸収に起因しており、この地域の市場成長を牽引しています。さらに、この地域におけるこれらの有力企業の吸収により、パワーエレクトロニクスメーカーは効率を高めるために革新的な SiC 半導体デバイスを実装するようになっています。さらに、地域の有力企業が戦略的優位性を発揮し、地域の成長を推進しています。

アジア太平洋地域は、2023 年の世界の炭化ケイ素半導体デバイス市場で最大の市場シェアを占めます。この地域の成長は、中国における電気自動車とそれに関連する充電基礎構造の増加によって推進されています。さらに、再生可能エネルギー基地への関心の高まりがアジア太平洋地域での炭化ケイ素市場の発展を促進し、市場の成長を牽引しています。

ヨーロッパ市場は、予測期間中に着実な成長を示すと予測されています。この地域の成長は、炭素排出削減の取り組みの一環として欧州連合が電気自動車を支援していることによるものです。さらに、STマイクロエレクトロニクスやボッシュなどの企業は、自動車分野におけるより効率的なパワーエレクトロニクスの需要を満たすために、SiCテクノロジーに投資しています。

さらに、南米では市場が大幅に成長しました。ブラジルやチリなどの国には、太陽光発電や風力発電の大きな潜在力があります。 SiC 半導体デバイスは、効率が高く、高電圧および高温に対応できるため、再生可能エネルギー プロジェクトの電力変換システムに最適です。

さらに、中東およびアフリカ市場は今後数年間で成長すると予想されています。 UAE、サウジアラビア、南アフリカなどの国々は、長期戦略の一環として電力プロジェクトに多額の投資を行っており、市場の成長をさらに推進しています。

主要なプレーヤーをカバー

世界の炭化ケイ素半導体デバイス市場は細分化されており、多数のグループおよびスタンドアロンのプロバイダーが存在します。アジア太平洋地域では、上位 5 社が市場の約 35% を占めています。

このレポートには、次の主要人物のプロフィールが含まれています。

• STマイクロエレクトロニクス（オランダ）
• インフィニオン テクノロジーズ AG (ドイツ)
• ロームセミコンダクター（日本）
• 富士電機（日本）
• オン・セミコンダクター（米国）
• 株式会社東芝（日本）
• 三菱電機（日本）
• ジーンシック・セミコンダクター（米国）
• ウルフスピード（アメリカ）

主要な業界の発展

• 2024年9月, STマイクロエレクトロニクスは、次世代EVトラクションインバータ用の新しい炭化ケイ素電源装置グループを発表しました。この発表により、エネルギー貯蔵ソリューション、太陽光インバータ、データセンターなどの幅広い高出力工業化アプリケーションが提供され、これらの増加するアプリケーションのエネルギー効率が大幅に向上します。
• 2024年3月, インフィニオン テクノロジーズ AG は、脱炭素化を推進する高性能組織向けに、次世代の炭化ケイ素 (SiC) MOSFET チャネル テクノロジーを発表しました。テクノロジーの導入により、よりコストが最適化され、信頼性が高く、コンパクトで効果の高いシステムをより迅速に設計でき、現場に設置されるワットごとにエネルギーを節約し、CO2 を削減できます。