SiC 전력 반도체 시장 - 규모, 산업 점유율, 성장 추세 및 전망(2025~2032년)

유형별:

유형별 세분화는 RF 다이오드, MOSFET, IGBT, 쇼트키 배리어 다이오드(SBDS), 접합 FET(JFET), 전력 모듈, 정류기 등으로 분류됩니다. MOSFET(금속산화물 반도체 전계효과 트랜지스터)은 전력 변환 애플리케이션에서 높은 효율을 제공함으로써 2024년 시장 점유율 1위를 차지했습니다. MOSFET은 낮은 전도 손실과 빠른 스위칭 성능을 갖추고 있어 전력 소모를 줄이고 에너지 효율을 향상시킵니다. 또한, SiC MOSFET은 고전압 처리가 가능하며 다양한 전압 등급에서 사용되어 고전압 전력 전자 장치를 포함한 다양한 애플리케이션에 적합합니다. 또한, 저저항 특성으로 인해 급속 충전 장치에서 MOSFET 채택이 증가하는 것도 시장 성장에 크게 기여하고 있습니다. 예를 들어, 2023년 5월, 도시바는 모바일 기기를 포함한 리튬 이온(Li-ion) 배터리 팩의 보호 기능을 제공하는 효율적인 N채널 MOSFET인 SSM14N956L을 출시했습니다. MOSFET은 낮은 온 저항을 제공하고 리튬 이온 배터리의 발열을 줄여 글로벌 SiC 전력 반도체 시장 성장을 촉진하는 데 크게 기여합니다.

전력 모듈은 예측 기간 동안 SiC 전력 반도체 시장에서 가장 빠른 연평균 성장률(CAGR)을 기록할 것으로 예상됩니다. 전력 모듈은 SiC MOSFET이나 SiC 다이오드와 같은 여러 SiC 전력 반도체 소자를 단일 패키지에 통합합니다. 이러한 통합은 설계 및 조립 공정을 간소화하여 외부 부품 및 관련 상호 연결의 필요성을 줄여 시스템 비용을 절감합니다. 또한, 전력 모듈은 향상된 방열판 및 패키징 소재를 포함한 첨단 열 관리 기술을 적용하여 설계되었습니다. SiC 소자는 고온에서 작동하며, 전력 모듈은 열 성능을 최적화하는 기능을 활용하여 신뢰성을 높이고 수명을 연장합니다. 결론적으로, 여러 부품의 통합과 향상된 열 관리는 예측 기간 동안 전력 모듈 성장을 촉진하는 핵심 요인입니다.

웨이퍼 크기별:

웨이퍼 크기 세그먼트는 2인치, 3인치, 4인치, 6인치, 그리고 6인치 이상으로 구분됩니다. 6인치 이상 웨이퍼는 2024년에 가장 큰 시장 점유율을 차지했으며, 예측 기간 동안 가장 빠른 연평균 성장률(CAGR)을 기록할 것으로 예상됩니다. 이러한 성장은 대형 웨이퍼가 제조 공정에서 생산성을 높이는 능력에 기인합니다. 대형 웨이퍼는 반도체 제조업체가 더 짧은 시간에 더 많은 SiC 전력 소자를 생산할 수 있도록 하여 전체 생산량을 증가시키고, 결과적으로 대형 웨이퍼 부문의 도입을 촉진합니다. 또한, 대형 웨이퍼는 단일 웨이퍼에서 더 많은 소자를 제조할 수 있으므로 제조 공정에서 재료 낭비를 줄여 미사용 또는 폐기되는 재료의 양을 최소화합니다. 더욱이, 주요 기업들이 대구경 SiC 웨이퍼를 포함한 신규 웨이퍼 공장 건설에 투자하는 것도 6인치 이상 시장의 성장을 촉진하고 있습니다. 예를 들어, 2023년 3월, 미쓰비시 전기(Mitsubishi Electric Corporation)는 2026년까지 탄화규소(SiC) 전력 반도체 생산량을 늘리기 위해 신규 웨이퍼 공장 건설에 19억 4,602만 달러를 투자했습니다. 이 신규 공장은 높은 수준의 자동화 생산 효율을 갖춘 대구경 8인치 SiC 웨이퍼를 생산할 것입니다. 결론적으로, 주요 기업들의 생산성 향상, 자재 낭비 감소, 그리고 상당한 투자는 시장 성장에 크게 기여하고 있습니다.

웨이퍼 유형별:

웨이퍼 유형 시장은 SiC 에피택셜 웨이퍼와 블랭크 SiC 웨이퍼로 구분됩니다. 블랭크 SiC 웨이퍼는 고전력 증폭기 및 고주파 트랜지스터를 포함한 무선 주파수(RF) 및 마이크로파 장치 제조에 사용됨에 따라 2024년 시장 점유율이 가장 높았습니다. 또한, SiC 에피택셜 웨이퍼는 UV 및 청색 LED, 레이저 다이오드를 포함한 광전자 장치 생산에도 활용됩니다. SiC는 넓은 밴드갭을 가지고 있어 단파장의 빛을 효율적으로 방출할 수 있어 광전자 응용 분야에 이상적입니다. 따라서 RF 및 마이크로파 전자 및 광전자 분야에서 블랭크 SiC 웨이퍼의 채택이 증가함에 따라 해당 분야의 성장이 크게 촉진되고 있습니다.

SiC 에피택셜 웨이퍼는 예측 기간 동안 SiC 전력 반도체 시장에서 가장 빠른 연평균 성장률(CAGR)을 기록할 것으로 예상됩니다. SiC 에피택셜 층은 SiC 전력 장치의 성능을 향상시키기 위해 정밀하게 설계되었습니다. 에피택셜 성장은 SiC MOSFET의 온 저항(Rds(on)) 감소, 항복 전압 향상, 스위칭 속도 향상 등 더 나은 전기적 특성을 제공하는 특정 층 구조를 형성할 수 있도록 합니다. 또한, SiC 에피택셜 웨이퍼는 기존 실리콘 웨이퍼 기반 전력 반도체보다 전력 손실을 줄이고 발열량을 줄여 에너지를 절약합니다. 예를 들어, Resonac Holdings Corporation은 2023년 3월, 3세대 고급 탄화규소(SiC) 에피택셜 웨이퍼(HGE-3G)를 개발하고 양산을 시작했습니다. 고급 웨이퍼는 전력 손실을 줄이고 열 발생을 줄임으로써 향후 실리콘 카바이드(SiC) 에피택셜 웨이퍼 수요 증가에 크게 기여할 것입니다.

적용 분야별:

적용 분야는 EV 충전, 태양광 시스템, UPS, 산업용 드라이브, 태양광 발전 등으로 분류됩니다. 태양광 인버터는 태양광 패널에서 전력망으로의 에너지 변환을 극대화하기 위해 고효율 전력 반도체를 필요로 하기 때문에 태양광 발전은 2024년 시장 점유율 28.81%로 가장 큰 비중을 차지했습니다. SiC 전력 소자는 전도 손실과 스위칭 손실이 낮아 전체 인버터 효율이 높은 것으로 알려져 있습니다. 또한, 태양광 발전을 포함한 태양광 시스템은 혹독한 환경 조건에 노출됩니다. SiC 전력 소자는 내구성과 신뢰성이 뛰어나고 열 성능이 우수하며, 다양한 온도의 옥외 설치에 적합합니다. 또한, SiC 전력 반도체는 전력 변환기, 특히 태양광 및 풍력 발전과 같은 재생 에너지 분야에 사용되는 인버터의 크기와 전력 손실을 줄이는 데 도움이 되어 시장 성장을 더욱 촉진합니다. 예를 들어, 2020년 8월, 미쓰비시 전기(Mitsubishi Electric Corporation)는 태양광 발전의 전력 손실을 줄이기 위해 T 시리즈 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT) 모듈을 출시했습니다. 이 첨단 모듈은 에너지 절감 기능을 갖추고 태양광 발전에 널리 사용되어 해당 분야 성장에 크게 기여하고 있습니다.

산업용 드라이브는 SiC(탄화규소) 전력 반도체 시장에서 가장 빠른 연평균 성장률(CAGR)을 기록할 것으로 예상됩니다. 모터 드라이브와 가변 주파수 드라이브(VFD)와 같은 산업용 드라이브는 고효율 전력 반도체를 요구합니다. SiC 전력 소자는 낮은 전도 손실과 스위칭 손실로 알려져 있어 모터 제어 및 드라이브 애플리케이션에서 높은 효율을 제공합니다. 또한, SiC 전력 소자는 우수한 열 성능을 제공하여 산업용 드라이브가 신뢰성 저하 없이 고온에서 작동할 수 있도록 합니다. 결과적으로, 고효율 요구 사항 및 향상된 열 성능 등 앞서 언급한 요소들이 예측 기간 동안 산업용 드라이브 부문의 성장을 견인할 것으로 예상됩니다.

최종 사용자별:

최종 사용자 부문은 산업용, 자동차, 에너지 및 전력, IT 및 통신, 운송, 항공우주 및 방위 등 다양한 산업 분야에서 SiC 전력 반도체가 사용되고 있습니다. 2024년 산업 분야는 SiC 전력 반도체 시장 점유율이 가장 높을 것으로 예상되는데, 이는 SiC 전력 반도체가 산업 자동화 및 로봇 공학용 모터 구동 시스템에 사용되기 때문입니다. 고온 내성과 빠른 스위칭 성능은 전기 모터의 효율적이고 정밀한 제어를 가능하게 하여 산업 공정 개선으로 이어집니다. 또한, SiC 전력 반도체는 UPS 시스템에도 사용되어 중요 산업 장비의 지속적이고 안정적인 전력 백업을 보장합니다. SiC 소자는 더 높은 효율과 더 작은 폼팩터를 제공하여 UPS 장치의 크기와 무게를 줄여줍니다. 따라서 모터 드라이브 및 UPS 시스템에 SiC 전력 반도체가 점점 더 많이 도입됨에 따라 산업 분야 성장에 크게 기여하고 있습니다.

자동차 분야는 SiC 전력 소자가 전기차 충전 시스템에 사용되어 충전 시간을 단축함에 따라 가장 빠른 연평균 성장률(CAGR)을 기록할 것으로 예상됩니다. 또한, SiC 전력 소자는 기존 실리콘 기반 소자보다 더 높은 온도에서 작동합니다. 열 복원력은 부품이 온도 변화에 노출되는 자동차 애플리케이션에 유리합니다. 더욱이 SiC 전력 반도체는 작동 중 발열량이 적어 전기 자동차의 열 관리가 개선되고 전력 손실이 줄어듭니다. 예를 들어, 히타치 에너지(Hitachi Energy Ltd.)는 2022년 5월, 전기 자동차의 빠른 충전 기능을 제공하기 위해 실리콘 카바이드(SiC) 기술을 적용한 효율적인 전력 반도체인 RoadPak을 출시했습니다. 이 첨단 시스템은 전력 손실을 줄이고 고온에서 효율적으로 작동하여 SiC 전력 반도체 시장 성장에 크게 기여합니다.

지역별:

지역별 세그먼트에는 북미, 유럽, 아시아 태평양, 중동 및 아프리카, 라틴 아메리카가 포함됩니다.

북미 시장은 2024년 4억 9,883만 달러에서 2032년 30억 3,012만 달러 이상으로 성장할 것으로 예상되며, 2025년에는 6억 1,676만 달러 증가할 것으로 전망됩니다. 이러한 성장은 자동차 및 재생 에너지 분야의 성장으로 효율적이고 고성능의 전력 전자 장치에 대한 수요가 증가한 데 기인합니다. 또한, SiC 전력 소자는 전기차의 효율, 주행 거리 및 충전 속도를 향상시키기 위해 전기차에 광범위하게 사용됩니다. 더 나아가, 북미는 태양광 및 풍력 발전을 포함한 재생 에너지 분야의 성장세를 보이고 있습니다. SiC 전력 소자는 계통 연계 및 분산형 재생 에너지 시스템에 필수적이며, 이 지역의 SiC 전력 반도체 시장 동향을 더욱 가속화하고 있습니다.

아시아 태평양 지역은 SiC 전력 반도체 시장에서 2024년 4억 4,289만 달러, 2025년 5억 5,019만 달러의 매출을 기록했으며, 2032년에는 28억 4,688만 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 또한, 중국은 2024년 이 지역에서 28.5%의 매출 점유율을 기록하며 최대 매출을 기록했습니다. 이러한 성장은 가전 산업의 성장에 기인하며, SiC 전력 반도체는 전원 공급 장치, 어댑터 및 배터리 관리 시스템에 사용되어 에너지 효율을 향상시킵니다. 또한, SiC 전력 소자는 기존 실리콘 기반 소자에 비해 작동 중 발열량이 적습니다. 소형 및 슬림 디자인이 필수적인 가전제품에서 발열 감소는 제조업체가 더 얇고 가벼우며 열 관리가 향상된 소자를 설계하는 데 도움이 됩니다. 결론적으로, 확대되고 있는 소비자용 전자 제품 부문은 예측 기간 동안 아시아 태평양 국가의 SiC 전력 반도체 시장 성장을 촉진하는 데 크게 기여하고 있습니다. 예를 들어, 2023년 5월 인도 브랜드 자산 재단(IBEF)에 따르면 인도의 가전제품 시장은 2025년까지 세계 5위 규모로 성장하여 179억 3천만 달러에 이를 것으로 예상됩니다.