실리콘 카바이드 반도체 장치 시장 규모, 점유율 및 산업 분석, 장치별(SiC 개별 장치 및 SiC 모듈), 웨이퍼 크기별(1인치~4인치, 6인치, 8인치, 10인치 이상), 최종 사용자별(자동차, 에너지 및 전력, 산업, 운송, 통신 및 기타) 및 지역 예측(2026~2034년)

전 세계 실리콘 카바이드 반도체 장치 시장 규모는 2025년 26억 9천만 달러로 평가되었습니다. 시장은 2026년 33억 9천만 달러에서 2034년까지 218억 8천만 달러로 성장하여 예측 기간 동안 CAGR 26.23%를 나타낼 것으로 예상됩니다.

전 세계 실리콘 카바이드 반도체 장치 시장은 전자 제품에서 SiC 반도체 장치의 채택이 증가하고 전기 자동차 충전 시스템에서 SiC 반도체 장치가 접근할 수 있는 다양한 애플리케이션으로 인해 확대되고 있습니다.

실리콘카바이드(SiC)는 실리콘과 카바이드로 구성된 복합 반도체 기본 소재입니다. SiC는 붕소, 베릴륨, 갈륨, 알루미늄을 이용한 p형 외에도 질소나 인을 이용한 n형 도핑이 가능하기 때문에 여러 가지 장점을 제공합니다. 탄화규소에는 여러 가지 가변성과 순도가 있지만, 반도체 등급의 우수한 탄화규소는 지난 수십 년 동안만 사용되기 시작했습니다.

또한 이들의 필수 특성은 고온, 낮은 ON 저항, 고주파 및 고전압 성능으로 구성되어 있어 실리콘보다 우수합니다. 또한 SiC는 높은 신뢰성, 품질 및 효율성에 대한 기업의 요구로 인해 자동차 부문에서 널리 보급되었습니다. SiC는 공정에 따라 높은 전압 요구 사항을 제공할 수 있습니다. 실리콘 카바이드는 특히 인버터 시스템 내부에서 전체 시스템 효율성을 높여 전기 자동차 운전 비용을 증가시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 이는 배터리 관리 시스템의 크기와 그에 따른 무게를 줄이면서 차량의 포괄적인 에너지 보존을 확산시킵니다. 예를 들어,

• 골드만삭스전기 자동차에 실리콘 카바이드를 활용하면 EV 산업 비용과 차량당 약 2,000달러의 소유 비용을 줄일 수 있을 것으로 예측됩니다. SiC는 또한 일반적으로 kV 범위에서 작동하는 EV 고속 충전 프로세스를 향상시켜 전체 시스템 손실을 거의 30%, 서지 전력 밀도를 30%, 구성 요소 총량을 30% 줄일 수 있습니다. 이러한 효율성을 통해 고속 충전소를 더 빠르고, 더 작고, 더 비용 효율적으로 만들 수 있습니다.

실리콘 카바이드 반도체 장치 시장에 대한 생성 AI의 영향

생성적 AI(Generative AI)는 시장에 큰 영향을 미칩니다. AI는 반도체 장치의 보다 효율적이고 혁신적인 설계를 지원할 수 있습니다. AI 알고리즘을 사용하여 다양한 설계 가능성을 자극함으로써 제조업체는 기존 방법보다 더 빠르게 다양한 옵션을 탐색할 수 있습니다. 이로 인해 프로토타입 제작 속도가 빨라지고 반복 횟수가 줄어들었으며 장치 성능이 최적화되어 시장 성장이 가속화되었습니다.

실리콘 카바이드 반도체 장치 시장 동인

시장 성장을 주도하는 전자 장치 중 전력 전자 장치의 채택 증가

전력 전자는 스위칭 손상을 완화하는 데 중요한 향상된 효율성을 제공하는 전자 장치를 필요로 하기 때문에 전력 전자의 글로벌 전기 하부 구조에서 중요한 역할을 합니다. 전력 전자 사업부에는 에너지 손실을 최소화하고 시스템 효율성을 강화하도록 설계된 시스템 내에서 불연속 전류를 직류로 또는 그 반대로 변환하는 역할을 하는 전력 장치 그룹이 있습니다. 따라서 이러한 기능은 전원 공급 장치, 데이터 센터, 태양광 또는 풍력 모듈, 변환기와 같은 장치를 지속적으로 지원합니다.

실리콘 카바이드 반도체 장치 시장 제한

제조업체 간의 IC 장치 비용 증가로 인해 시장 성장이 저해될 수 있음

SiC 장치의 비용을 높이는 주요 요인은 실리콘 웨이퍼 비용을 상당히 초과하는 고가의 SiC 기판입니다. SiC를 생산하는 데 필수적인 전달 공정은 고온을 확장하기 위해 막대한 에너지를 필요로 하며, 이는 포괄적인 성장 시간과 함께 길이가 25mm를 넘지 않는 절대 부울을 생성합니다. 이는 실리콘 웨이퍼와 관련하여 비용 상승을 초래합니다. 더욱이, 다른 비용 요소로는 고온 및 고가의 소모품을 수반하는 에피택시 및 장치 제조가 포함됩니다.  따라서 SiC 장치의 높은 비용은 시장 성장을 방해합니다.

실리콘 카바이드 반도체 장치 시장 기회

SiC 기판 및 에피택시 품질 개선을 위한 지속적인 개발로 시장 성장 촉진

SiC 기판 우수성 및 에피택시 공정의 지속적인 개선은 SiC 장치 제조의 지속적인 발전에 필수적인 요소입니다. 연구진은 SiC 소자의 성능을 저하시키는 결정질 적층 결함, 마이크로 파이프, 긁힘, 얼룩, 표면 입자 등 SiC 기판에 있는 결함을 철저하게 해결하고 있습니다. 더 큰 웨이퍼라 할지라도 안정적인 기판 탁월성을 보존하려는 노력은 발전된 결함 밀도에 저항합니다. 이러한 발전은 SiC 장치 신뢰성, 품질 및 비용 효율성을 높이고 SiC 시장에 성장 기회를 제공하기 위해 구성되었습니다. 따라서 이러한 요소는 향후 몇 년 동안 시장 성장을 주도할 것으로 예상됩니다.

분할

주요 통찰력

이 보고서는 다음과 같은 주요 통찰력을 다룹니다.

• 미시 거시 경제 지표
• 동인, 제약, 추세 및 기회
• 주요 플레이어가 채택한 비즈니스 전략
• 주요 플레이어의 통합 SWOT 분석

기기별 분석

장치에 따라 시장은 SiC 개별 장치와 SiC 모듈로 세분화됩니다.

SiC 모듈 부문은 2023년에 가장 높은 시장 점유율을 차지했습니다. 이 모듈은 실리콘 카바이드를 산업, 자동차, 전력 및 에너지 분야의 중요한 구성 요소로 사용되는 작은 열 에너지 손실로 전력 보존 효율을 높이는 스위칭 재료로 사용합니다. 이러한 구성 요소는 산업, 자동차, 에너지 및 전력과 같은 어려운 애플리케이션을 위해 중요한 전압 및 온도에서 작동할 수 있는 기능과 함께 낮은 스위칭 손실과 더 높은 주파수를 허용하는 SiC의 다양한 밴드갭으로 인해 실리콘 기반 장치보다 선택됩니다. 따라서 이러한 요소는 세그먼트 성장을 가속화합니다.

웨이퍼 크기별 분석

웨이퍼 크기에 따라 시장은 1인치~4인치, 6인치, 8인치, 10인치 이상으로 구분된다.

1~4인치 부문은 2023년 가장 높은 시장 점유율을 차지했습니다. 이 웨이퍼의 두께는 350±25마이크로미터입니다. N형과 P형 변형이 존재합니다. 탄화규소 웨이퍼의 P형 기판은 IGBT(절연 게이트 양극 트랜지스터)를 비롯한 전력 공정 제조에 활용됩니다. 또한, N형 기판을 질소로 코팅하여 전력 소자의 전도성을 높입니다.

또한 변형의 유익한 기계적 특성은 기존 장치 제조 공정과 호환됩니다. 또한 1~4인치 크기의 탄화규소 웨이퍼는 대량 성형이 가능해 비용 효율성이 뛰어나며, 주로 비즈니스 애플리케이션에서 청원이 나올 것으로 예상된다. 또한 장비의 크기를 줄이는 데 도움이 되며 이는 예측 기간 동안 구현 시 추가 이점이 됩니다. 따라서 이러한 요소는 세그먼트 성장을 가속화합니다.

최종 사용자별 분석

최종 사용자를 기준으로 실리콘 카바이드 반도체 장치 시장은 자동차, 에너지 및 전력, 산업, 운송, 통신 등으로 세분화됩니다.

자동차 부문이 가장 큰 시장 점유율을 차지합니다. 최종 사용자는 전기 자동차와 IC 자동차로 추가로 분류됩니다. 자동차 부문의 발전은 IC 자동차와 전기 자동차에서 SiC 반도체의 구현이 증가한 덕분이라고 할 수 있습니다. 실리콘 카바이드 반도체는 고주파수 스위치의 안정성과 에너지 손상 감소 등의 특성을 제공하므로 충전기, 컨버터 및 인버터에 적용하기에 적합합니다. 또한, 이러한 반도체는 에너지 효율을 향상시키고 전자 장치의 무게를 줄여 완전한 전력 소형화 및 효율성을 높이는 데 도움이 됩니다. 이러한 이점은 향후 몇 년 동안 해당 부문을 주도할 것으로 예상됩니다.

지역분석

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지역을 기준으로 시장은 북미, 유럽, 아시아 태평양, 남미, 중동 및 아프리카 전역에서 연구되었습니다.

북미는 예측 기간 동안 가장 높은 CAGR을 보일 것으로 예상됩니다. 지역 시장 성장은 ON SEMICONDUCTOR CORPORATION(온세미컨덕터) 및 광범위한 고객 기반을 보유하고 이 지역 시장 성장을 주도하는 Gene Sic Semiconductor를 포함한 돌출 플레이어의 존재와 흡수에 기인합니다. 더욱이, 이 지역의 이러한 유망 기업들의 흡수는 전력 전자 제조업체들이 효율성 향상을 위해 혁신적인 SiC 반도체 장치를 구현하도록 촉진합니다. 또한, 저명한 지역 플레이어들은 전략적 이점을 활용하여 지역 성장을 주도하고 있습니다.

아시아 태평양 지역은 2023년 전 세계 실리콘 카바이드 반도체 장치 시장에서 가장 큰 시장 점유율을 차지했습니다. 지역 성장은 중국의 전기 자동차 및 관련 충전 하부 구조의 수가 증가함에 따라 주도됩니다. 또한 재생 에너지 기반에 대한 관심이 높아지면서 아시아 태평양 지역의 탄화 규소 시장 개발이 촉진되어 시장 성장을 주도하고 있습니다.

유럽 ​​시장은 예측 기간 동안 꾸준한 성장을 보일 것으로 예상됩니다. 지역적 성장은 유럽연합이 탄소 배출을 줄이기 위한 노력의 일환으로 전기 자동차를 지원한 덕분입니다. 또한 STMicroelectronics, Bosch와 같은 기업은 자동차 부문에서 보다 효율적인 전력 전자 장치에 대한 수요를 충족하기 위해 SiC 기술에 투자하고 있습니다.

또한 남미 시장은 상당한 성장을 보였습니다. 브라질, 칠레와 같은 국가는 태양광 및 풍력 에너지 발전에 대한 강력한 잠재력을 가지고 있습니다. SiC 반도체 장치는 높은 효율성과 고전압 및 온도 처리 능력으로 인해 재생 에너지 프로젝트의 전력 변환 시스템에 이상적입니다.

또한 중동 및 아프리카 시장은 향후 몇 년 동안 성장할 것으로 예상됩니다. UAE, 사우디아라비아, 남아프리카공화국 등의 국가에서는 장기 전략의 일환으로 전력 프로젝트에 막대한 투자를 하여 시장 성장을 더욱 촉진하고 있습니다.

다루는 주요 플레이어

글로벌 실리콘 카바이드 반도체 장치 시장은 다수의 그룹 및 독립형 공급업체로 인해 세분화되어 있습니다. 아시아 태평양 지역에서는 상위 5개 업체가 시장의 약 35%를 차지합니다.

보고서에는 다음 주요 플레이어의 프로필이 포함됩니다.

• ST마이크로일렉트로닉스(네덜란드)
• 인피니언 테크놀로지스 AG(독일)
• ROHM 반도체(일본)
• 후지전기(일본)
• 온세미컨덕터(미국)
• 도시바 주식회사(일본)
• 미쓰비시전기(일본)
• GeneSiC 반도체(미국)
• 울프스피드(미국)

주요 산업 발전

• 2024년 9월, STMicroelectronics는 차세대 EV 트랙션 인버터를 위한 새로운 실리콘 카바이드 전력 장비 그룹을 출시했습니다. 이번 출시는 에너지 저장 솔루션, 태양광 인버터, 데이터 센터 등 산업화된 다양한 고전력 애플리케이션을 제공하여 증가하는 애플리케이션의 에너지 효율을 크게 향상시킵니다.
• 2024년 3월인피니언 테크놀로지스(Infineon Technologies AG)는 탈탄소화를 추진하는 고성능 조직을 위한 차세대 실리콘 카바이드(SiC) MOSFET 채널 기술을 출시했습니다. 기술의 도입으로 더욱 비용 최적화되고 안정적이며 컴팩트하고 효과적인 시스템을 보다 신속하게 설계할 수 있어 현장에 장착된 모든 와트에 대해 에너지를 절약하고 CO2를 줄일 수 있습니다.