Rynek elektroniki mocy 2026-2036
W ciągu najbliższych dziesięciu lat popyt na elektronikę mocy będzie gwałtownie rósł, napędzany głównie popytem na pojazdy elektryczne, odnawialne źródła energii i centra danych. IDTechEx przewiduje, że do 2036 roku rynek elektroniki mocy wzrośnie do 65,2 mld USD, co oznacza 10% CAGR.
Rynek elektroniki mocy dąży do zwiększenia wydajności, niezawodności i większej gęstości mocy komponentów. Coraz częściej oznacza to sięganie po półprzewodniki o szerokiej przerwie energetycznej (wide bandgap, WBG): węglik krzemu (SiC) i azotek galu (GaN). Technologie te mają potencjał zrewolucjonizowania branży elektroniki mocy, umożliwiając stosowanie wyższego napięcia i nowych topologii zasilania, czego przykładem mogą być systemy 800V w elektrycznych układach napędowych i centrach danych.
Według raportu do 2036 roku SiC zdobędzie większość udziałów w branży elektroniki mocy, a w ciągu najbliższych dziesięciu lat nastąpi również znaczący wzrost wykorzystania GaN.
Raport IDTechEx Rynek elektroniki mocy 2026-2036: Centra danych, pojazdy elektryczne i odnawialne źródła energii analizuje i porównuje krzem, węglik krzemu, azotek galu i półprzewodniki o ultraszerokiej przerwie energetycznej (UWBG), diament, tlenek galu (Ga2O3) i azotek glinu. Raport analizuje zalety każdego materiału półprzewodnikowego w branży pojazdów elektrycznych, centrów danych i odnawialnych źródeł energii, a także bariery utrudniające adopcję i innowacje technologiczne.
Materiały półprzewodnikowe i trendy w produkcji
Technologia półprzewodników szerokopasmowych szybko się skomercjalizowała w ciągu ostatnich dziesięciu lat. SiC i GaN przeszły z niszowych zastosowań do głównego nurtu. Te półprzewodnikowe materiały szerokopasmowe mają kluczowe znaczenie dla kolejnych generacji innowacji w elektronice mocy, umożliwiając tworzenie mniejszych obwodów i większą moc.
Łańcuch dostaw elektroniki mocy jest złożony, z połączeniem wysoce zdywersyfikowanych producentów pierwszego poziomu i fabryk płytek jednomateriałowych. Rynek węglika krzemu przeszedł w ostatnich latach okres transformacji, napędzanych intensywną konkurencją między chińskimi producentami SiC. Z jednaj strony, SiC posiada ugruntowany łańcuch dostaw, od surowców, przez wafle, technologie przetwarzania, po pakowanie urządzeń. Nie oznacza to jednak, że łańcuch dostaw SiC jest całkowicie stabilny i nie podlega zmianom. Dostawy płytek SiC to obszar, w którym wcześniej dominowały firmy amerykańskie, jednak w ciągu ostatnich lat na ten rynek weszło wielu chińskich graczy, którzy zwiększają produkcję wafli o średnicy 200 mm. Przejście z wafli SiC o średnicy 150 mm na 200 mm znacznie zwiększy moce produkcyjne, co ma kluczowe znaczenie dla przemysłu motoryzacyjnego. Ponadto, obserwuje się dążenie do globalizacji łańcucha dostaw SiC, a firmy z Europy i Azji zwiększają skalę produkcji wafli. W rezultacie cena płytek SiC drastycznie spadła, co doprowadziło do pojawienia się problemów z ich nadpodażą.
Oczekuje się również, że azotek galu będzie się znacząco rozwijał w ciągu najbliższych dziesięciu lat, a kluczowymi wydarzeniami będą komercjalizacja 300-milimetrowego GaN-on-Si oraz rozwój wertykalnej technologii GaN (vGaN) do zastosowań wysokonapięciowych. W okresie najbliższych 10 lat IDTechEx przewiduje wzrost globalnej produkcji GaN i spadek kosztów, przy czym ceny płytek GaN zbliżą się do cen krzemu. Biorąc pod uwagę coraz większe pokrywanie się obszarów zastosowań GaN i SiC, IDTechEx przewiduje, że rynek elektroniki mocy GaN znacząco wzrośnie w okresie prognozowania.
Krótko-, średnio- i długoterminowy plan innowacji technologicznych w materiałach półprzewodnikowych Si, WBG i UWBG, w powiązaniu z innowacjami w pojazdach elektrycznych, centrach danych i energetyce odnawialnej.
Wdrażanie tranzystorów MOSFET SiC na rynku pojazdów elektrycznych
Wraz z tranzystorami MOSFET Si i diodami dla pokładowych ładowarek i przetwornic DC-DC, tranzystory IGBT SiC są od 20 lat realną opcją dla falowników trakcyjnych. Udowodniły one swoją niezawodność przy średnio-wysokich poziomach mocy falownika, jednak obecna generacja pojazdów elektrycznych przechodzi na tranzystory MOSFET z węglika krzemu (SiC), a ich udział w rynku będzie nadal rósł. Firma IDTechEx przewiduje, że do 2035 roku tranzystory MOSFET z węglika krzemu (SiC) będą stanowić większość rynku falowników pojazdów elektrycznych. W porównaniu z tranzystorami IGBT z węglika krzemu (SiC), tranzystory MOSFET z węglika krzemu (SiC) oferują szereg pożądanych cech, takich jak praca w wysokich temperaturach, wyższa przewodność cieplna, 5-krotnie szybsze prędkości przełączania, potencjalnie zwiększające zasięg pojazdów elektrycznych o 7%, a także o 20% mniejsza matryca i mniejszy ogólny współczynnik kształtu, co przekłada się na oszczędność masy i objętości.
Zapraszamy na nasze nowe wydarzenie, Hardware Forum 2026, 14-15 maja 2026. Zapisz się już dziś!
