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Puces MOSFET SiC (périphériques) et modules Aperçu du rapport sur le marché

La taille du marché mondial des puces et modules SiC MOSFET était de 0,88 milliard de dollars en 2023 et devrait atteindre 7,40 milliards de dollars d'ici 2032, avec un TCAC de 26,65 % au cours de la période de prévision.

Les puces et modules SiC MOSFET (Silicon Carbide Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) sont des composants électroniques utilisés dans l'électronique de puissance et les dispositifs à semi-conducteurs. Ils sont basés sur du carbure de silicium, un matériau semi-conducteur à large bande interdite qui offre plusieurs avantages par rapport aux dispositifs traditionnels à base de silicium dans les applications haute puissance et haute température. Le SiC est un matériau semi-conducteur doté d’une large bande interdite, ce qui signifie qu’il peut fonctionner à des températures et des tensions plus élevées que les dispositifs à base de silicium. Les MOSFET SiC sont basés sur la structure du transistor à effet de champ métal-oxyde-semiconducteur (MOSFET), qui permet le contrôle du courant électrique en faisant varier la tension appliquée à la borne de grille. Les puces MOSFET SiC peuvent gérer des niveaux de tension et de courant plus élevés que les MOSFET au silicium traditionnels. Cela les rend adaptés aux applications à haute puissance telles que les convertisseurs de puissance, les entraînements de moteur et les onduleurs de véhicules électriques. Les MOSFET SiC offrent des pertes de commutation et des pertes de conduction réduites, conduisant à une efficacité plus élevée dans les systèmes de conversion de puissance.

Les dispositifs SiC peuvent fonctionner à des fréquences de commutation plus élevées, ce qui permet des conceptions plus compactes et plus légères dans certaines applications. Les modules SiC MOSFET sont généralement composés de plusieurs puces SiC MOSFET et d'autres composants intégrés dans un seul boîtier. Ces modules simplifient la conception et l'assemblage de systèmes électroniques de forte puissance. Les modules SiC haute puissance incluent souvent des solutions de refroidissement avancées telles que des dissipateurs thermiques et des systèmes de gestion thermique pour dissiper la chaleur générée pendant le fonctionnement. Les modules SiC MOSFET sont disponibles dans différentes valeurs de tension et de courant pour répondre aux exigences spécifiques des différentes applications.

Impact du COVID-19 : la diversification de la chaîne d'approvisionnement pour entraver la croissance du marché

La pandémie de COVID-19 a été sans précédent et stupéfiante, avec une demande inférieure aux prévisions dans toutes les régions par rapport aux niveaux d'avant la pandémie. La baisse soudaine du TCAC est attribuable au retour de la croissance du marché et de la demande aux niveaux d’avant la pandémie.

La pandémie a perturbé les chaînes d'approvisionnement mondiales, affectant la disponibilité des matières premières et des composants nécessaires à la fabrication de puces (dispositifs) et de modules SiC MOSFET. De nombreuses entreprises de semi-conducteurs ont été confrontées à des difficultés d’approvisionnement en matériaux, ce qui a entraîné des retards de production et d’éventuelles pénuries. En raison des confinements, des fermetures d’usines et de la réduction de la capacité de main-d’œuvre, les usines de fabrication de semi-conducteurs ont été confrontées à des retards de production. Cela a eu un impact sur les volumes de production de puces et de modules SiC MOSFET. Si la pandémie a entraîné un ralentissement dans certains secteurs, elle a accru la demande dans d’autres. Par exemple, la demande de MOSFET SiC dans des applications telles que les dispositifs médicaux, les centres de données et les véhicules électriques (VE) est restée forte, voire a augmenté pendant la pandémie. Cela a créé un environnement compétitif pour l’offre disponible. La pandémie a mis en évidence les vulnérabilités des chaînes d’approvisionnement mondiales, ce qui a conduit certaines entreprises à envisager de diversifier leurs sources d’approvisionnement ou d’augmenter leurs capacités de production nationales. Cela pourrait avoir des implications à long terme pour l'industrie des MOSFET SiC.

DERNIÈRES TENDANCES

" Des progrès rapides dans la densité de puissance pour améliorer la croissance du marché "

Les MOSFET SiC gagnaient en popularité sur le marché des véhicules électriques en raison de leur rendement élevé, de leurs capacités de commutation rapide et de leur capacité à gérer des températures élevées. Cette tendance s'est probablement poursuivie, les MOSFET SiC devenant un composant crucial dans les systèmes de transmission des véhicules électriques. Les MOSFET SiC étaient en cours de développement pour atteindre une densité de puissance plus élevée, permettant ainsi des systèmes électroniques de puissance plus petits et plus économes en énergie. Cette tendance est motivée par la demande de solutions compactes et légères dans diverses applications, notamment les véhicules électriques et les énergies renouvelables. Les MOSFET SiC évoluaient pour prendre en charge des tensions et des courants nominaux plus élevés, permettant leur utilisation dans une gamme plus large d'applications haute puissance, notamment les onduleurs connectés au réseau, les entraînements industriels et les convertisseurs DC-DC haute tension. L'intégration des MOSFET SiC avec d'autres technologies de semi-conducteurs, telles que les dispositifs à base de silicium et les techniques de conditionnement avancées, était à l'étude pour optimiser les performances et réduire les coûts.

Puces MOSFET SiC (périphériques) et segmentation du marché des modules

• Par type

Sur la base du type, le marché est classé comme puce et dispositif MOSFET sic et module MOSFET sic.

• Par application

En fonction des applications, le marché est classé comme automobile, industriel, photovoltaïque (PV) et autres.

FACTEURS MOTEURS

" Capacité à haute température pour augmenter la croissance du marché "

Les MOSFET SiC présentent des pertes de commutation et des pertes de conduction nettement inférieures à celles des dispositifs traditionnels à base de silicium. Cela se traduit par une efficacité énergétique plus élevée, ce qui est crucial dans les applications où les économies d'énergie sont une priorité absolue, telles que les véhicules électriques (VE), les systèmes d'énergie renouvelable et les centres de données. Le SiC peut fonctionner à des températures beaucoup plus élevées que le silicium, ce qui rend les MOSFET SiC adaptés aux environnements à haute température et aux conditions difficiles. Cette capacité est essentielle dans les applications aérospatiales, automobiles et industrielles où les températures extrêmes sont courantes. Les MOSFET SiC permettent des systèmes électroniques de puissance plus petits et plus légers en raison de leur densité de puissance plus élevée. Ceci est particulièrement avantageux dans les véhicules électriques, où la réduction de la taille et du poids du groupe motopropulseur est cruciale pour l’autonomie et les performances. Les MOSFET SiC ont des vitesses de commutation plus rapides, permettant un fonctionnement haute fréquence dans les convertisseurs de puissance. Cette fonctionnalité est précieuse dans les applications telles que les entraînements de moteur et les alimentations électriques, où un contrôle précis et des temps de réponse rapides sont requis.

" Dissipation thermique réduite pour propulser la croissance du marché "

Le SiC est un matériau à large bande interdite, ce qui signifie qu'il peut gérer des niveaux de tension et de puissance plus élevés tout en conservant ses performances. Cette propriété rend les MOSFET SiC adaptés aux applications à haute puissance telles que les onduleurs connectés au réseau et les convertisseurs DC-DC haute tension. Des pertes de commutation et de conduction plus faibles dans les MOSFET SiC entraînent une réduction de la génération de chaleur, conduisant à une meilleure gestion thermique dans les systèmes électroniques de puissance. Cela peut prolonger la durée de vie des composants électroniques et réduire le besoin de systèmes de refroidissement complexes. Les marchés en croissance tels que les véhicules électriques, les énergies renouvelables et les infrastructures 5G nécessitent des solutions électroniques de puissance avancées. Les MOSFET SiC sont bien adaptés à ces marchés, qui devraient connaître une expansion rapide dans les années à venir. Des réglementations environnementales de plus en plus strictes et la pression mondiale en faveur de l'efficacité énergétique conduisent à l'adoption des MOSFET SiC dans diverses applications. Ces appareils contribuent à réduire la consommation d'énergie et les émissions de gaz à effet de serre.

FACTEURS DE RETENUE

" Disponibilité limitée pour entraver l'expansion du marché "

Les MOSFET SiC sont généralement plus coûteux à fabriquer que les dispositifs traditionnels à base de silicium. Des coûts initiaux plus élevés peuvent constituer un obstacle important à l’entrée, en particulier pour les applications soumises à des contraintes de coûts strictes. La capacité de production des MOSFET SiC peut être limitée par rapport aux dispositifs à base de silicium. Cela peut entraîner des pénuries d’approvisionnement et des délais de livraison plus longs, affectant la capacité des fabricants à répondre à la demande. Augmenter la production de MOSFET SiC pour répondre à la demande croissante peut s'avérer difficile en raison de la complexité du processus de fabrication et du besoin de plaquettes SiC de haute pureté. Les MOSFET SiC nécessitent des circuits de pilotage et de contrôle précis pour tirer pleinement parti de leurs vitesses de commutation rapides et de leurs avantages en matière d'efficacité. La conception et la mise en œuvre de ces circuits peuvent être plus complexes et plus coûteuses.