SiCおよびGaNパワーデバイス市場規模、業界シェア、成長動向および予測（2023年～2030年）

素材に基づく：

素材に基づく市場分析：市場はSiCとGaNに大きく二分されています。2022年には、SiCセグメントが最大の収益シェアを占めました。SiCは3.26eVのバンドギャップを持ち、高温動作と高電圧動作を可能にします。さらに、SiCパワーデバイスは、シリコンデバイスと比較して、導通損失が低く、スイッチング周波数が高く、効率に優れています。例えば、東芝は2022年8月に、低オン抵抗とスイッチング損失の低減を実現する1200Vおよび650V製品を特徴とする第3世代SiC MOSFET「TWxxNxxxCシリーズ」を発売しました。その後、電気自動車へのSiCパワーデバイスの搭載により、車両の電力密度が向上し、市場の成長を牽引しています。

予測期間中、GaNセグメントは最も急成長を遂げるセグメントになると予測されています。GaNは3.4～3.6eVの広いバンドギャップを持ち、パワーデバイスの高周波動作を可能にします。さらに、GaNパワーデバイスは、データセンター、無線通信システム、車載電子機器などのアプリケーションにおいて、より高い電力密度を提供します。さらに、GaNパワーデバイスは既存のSiCパワーデバイスとの統合が容易で、GaNのコスト効率に優れていることから、市場の成長が期待されます。

製品別：

製品別では、市場はパワーMOSFET、サイリスタ、パワーダイオード、IGBT、その他に分類されます。パワーMOSFETセグメントは、2022年に最大の収益シェアを占めました。パワーMOSFETの低いゲート駆動電力、高速スイッチング速度、そして高度な並列接続機能が、市場の成長を牽引しています。パワーMOSFETは高電圧定格に対応可能です。例えば、三菱電機株式会社は2023年6月、鉄道や直流電力システムを含む大型産業機器向けに、耐圧3.3kVの新しいSBD内蔵SiC-MOSFETを発表しました。そのため、パワーMOSFETは、ほとんどの電源、DC/DCコンバータ、低電圧モーターコントローラーなど、幅広い用途に採用されており、市場の成長を牽引しています。

IGBTセグメントは、予測期間中に最も高いCAGR成長を示すと予想されています。IGBTは電圧制御デバイスであり、産業用途において高い信頼性と効率性を提供します。さらに、IGBTは短絡耐性（TSC）が高く、家電製品に適しています。さらに、MOSFETと比較したIGBTのコスト効率の高さも、予測期間中の市場成長を牽引すると予想されます。

タイプ別：

タイプ別では、市場はGaNパワーモジュール、SiCパワーモジュール、ディスクリートSiC、ディスクリートGaNに分類されます。 SiCパワーモジュールセグメントは、2022年に45.3%という最大の収益シェアを占めました。SiCパワーモジュールは、複数のSiCパワーデバイスをモジュールパッケージに統合し、ドライバ回路と保護回路も備えています。SiCパワーモジュールは、高い電気熱伝導性と極めて高速なスイッチング特性を備えており、再生可能エネルギーシステムや産業オートメーションなどの用途に適しています。例えば、Navitas Semiconductorは2023年5月、エネルギー貯蔵システム（ESS）、太陽光発電インバータ、産業用モーション、電気自動車（EV）向けに、電圧範囲650V～6,500VのSiCPAKモジュール向けシリコンカーバイドパワー製品を発売しました。さらに、デジタル電源、三相インバータ、電子コンバータ（AC-DCおよびDC-DC）におけるSiCモジュールの低出力容量も、市場の成長に貢献しています。

GaNパワーモジュールセグメントは、予測期間中に最も高いCAGR成長率を記録すると予測されています。GaNパワーモジュールは、ゲート電荷と出力容量が非常に低いため、エネルギー損失を低減しながら高速スイッチングを実現します。さらに、GaN パワーモジュールの高度な保護パッケージも市場の成長に貢献しています。このように、GaNパワーモジュールは、オーディオ用アンプやデータ通信・通信サーバー用コンバータへの応用が市場の成長を加速させています。

アプリケーション別：

アプリケーション別では、市場は市場は、電源、電力貯蔵、ワイヤレス充電、ハイブリッド・EV部品、モーター駆動装置、PVインバータ、HEV充電装置、その他に分類されます。ハイブリッド・EV部品セグメントは、2022年に最大の収益シェアを占めました。SiCおよびGaNパワーデバイスは、電気自動車およびハイブリッド電気自動車において、エネルギー効率の向上、電力密度の向上、そして電気自動車の航続距離の延長に重要な役割を果たします。パワーデバイスは、車載充電器、DC-DCコンバータ、モーター駆動装置、そして車両への効率的な電力供給のためのインバータなどに応用されています。

PVインバータセグメントは、予測期間中に最も高いCAGR成長を示すと予測されています。SiCおよびGaNパワーデバイスは、太陽光発電システムの太陽光発電インバータに広く採用されています。再生可能エネルギーシステムにおけるパワーデバイスは、高い電力変換効率と信頼性の向上を実現し、効率的な発電を実現します。その結果、消費者の電力需要の増加が再生可能エネルギーシステムの需要を牽引し、SiCおよびGaNパワーデバイス市場の成長につながっています。

エンドユーザー別：

エンドユーザー別に見ると、市場は自動車、航空宇宙・防衛、産業、民生用電子機器、ヘルスケア、エネルギー・電力、その他に分類されます。2022年には、自動車分野が最大の収益シェアを占めました。消費者による電気自動車およびハイブリッド電気自動車の普及拡大が、市場の成長を牽引しています。SiCとGaNは、EVのモーター駆動装置と電力管理システムにおいて重要な役割を果たしています。パワーデバイスは、EVのコンダクタ充電およびワイヤレス充電に使用され、ユーザーに柔軟性と利便性を提供します。その結果、自動車業界におけるワイドバンドギャップ半導体材料の応用が市場の成長を牽引しています。

エネルギー・電力分野は、予測期間中に最も急成長を遂げる分野になると予想されています。高性能半導体デバイスは、再生可能エネルギーシステムにおける発電、蓄電、配電用途に不可欠です。SiCおよびGaNパワーデバイスは、太陽光発電および風力発電インバータに採用され、効率的な発電を実現しています。パワーデバイスの高速スイッチング速度と高い熱安定性は、エネルギー・電力業界での応用に貢献しています。このように、再生可能エネルギーの需要の高まりが市場の成長を加速させています。

地域別：

地域セグメントには、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、中東・アフリカ、ラテンアメリカが含まれます。

北米は2022年に3億3,897万米ドルと最大の収益シェアを占め、2030年には22億1,092万米ドルに達し、予測期間中に27.4%のCAGR（年平均成長率）を記録すると予測されています。さらに、この地域では、米国が2022年に62.45%と最大の収益シェアを占めました。この地域における再生可能エネルギーシステムの急速な拡大が市場の成長を牽引しています。米国政府は、再生可能エネルギーシステムの導入を促進するために様々な取り組みを行っています。そのため、太陽光発電や風力発電の導入増加は、効率的な発電のためのSiCおよびGaNパワーデバイスの需要を促進しています。さらに、この地域の主要企業は、高性能半導体デバイスの製造に向けた研究開発活動に取り組んでいます。例えば、2022年6月には、GaN Systems社が産業用およびデータセンター用アプリケーションにおける効率、電力密度、および熱管理を向上させる高性能・低コストのトランジスタ「GS-065-018-2-L」を発売しました。Broadcom Limited、GaN Systems社、Microsemi社といった多数のメーカーがこの地域に進出していることが、市場の成長を牽引しています。

アジア太平洋地域は、予測期間中に27.6%という最も高いCAGR成長率を記録すると予想されています。自動車産業の急速な拡大が、SiCおよびGaNパワーデバイス市場の成長を牽引しています。メンテナンスの手間が少なく燃費が良いことから、消費者は電気自動車の導入をますます増やしています。その結果、電気自動車やハイブリッド電気自動車におけるワイドバンドギャップパワーデバイスの採用が市場の成長を牽引しています。さらに、スマートフォン、ノートパソコン、タブレットなどの民生用電子機器の普及も、SiCおよびGaNパワーデバイスの需要を押し上げています。半導体デバイスの小型化は、地域市場の成長に貢献しています。