Markt für Halbleiter mit großer Bandlücke – nach Material, nach Endverbrauchsbranche und Prognose 2024–2032

Wide Bandgap Halbleiter Marktgröße

Der globale Breitband-Halbleitermarkt wurde 2024 auf 2,16 Mrd. USD geschätzt und wird bis 2034 mit einem CAGR von 12,2% auf 6,8 Mrd. USD wachsen. Die Expansion des Marktes wird von der steigenden Nachfrage nach Leistungselektronik und dem Wachstum der globalen Übernahme von Elektrofahrzeugen angetrieben.

Der breite Bandgap-Halbleitermarkt wird durch die Einführung einer hocheffizienten Leistungselektronik für industrielle und erneuerbare Energieanwendungen beeinflusst. Die Integration von breiten Bandgap-Halbleitern in die Leistungselektronik kann die leistungselektronischen Komponenten kleiner, schneller, zuverlässiger und effizienter machen. Die SiC- und GaN-Bandgap-Halbleiter bieten eine höhere thermische Stabilität und eine bessere Leistungskonversionseffizienz, die weiterhin als ideale Lösungen für unterschiedliche Anwendungen angesehen werden. Diese Halbleiter können mit einer höheren Frequenz und Temperatur betrieben werden, wobei bis zu 90% der Leistungsverluste eliminiert werden und damit zehnmal höhere Spannungen standhalten können.

Zum Beispiel, im November 2023, Mitsubishi Electric und Nexperia B.V. hat zusammengearbeitet, um Siliziumcarbid (SiC) Leistungshalbleiter zu entwickeln, die Mitsubishi Know-how in Breitband-Technologien nutzen. Eine solche Einführung von Leistungselektronik über Telekommunikations-, Industrieautomation- und Erneuerbare Energien treibt jedoch das Wachstum des breiten Bandgap-Halbleitermarktes voran.

Darüber hinaus ist die zunehmende Übernahme von breiten Bandgap-Halbleitern in Elektrofahrzeugen (EV)-Elektronik, um leichte und kompakte Designs von Fahrzeughardware zu machen, das Wachstum des Marktes vorantreiben. Ferner können die SiC-Breitband-Halbleiter den Energiefluss im Elektrofahrzeug von der regenerativen Bremsanlage zur Batterie und von der Batterie zu den Elektromotoren umsetzen und weiter verwalten. Die SiC-Bandgap-Halbleiter bieten eine effiziente Leistungsumwandlung mit hoher Leistungsdichte, wo weniger Energie verschwendet wird, und das Elektrofahrzeug kann mehr Abstand auf einer einzigen Ladung fahren. Darüber hinaus hilft GaN Wide Bandgap-Halbleiter bei der Hochgeschwindigkeitsaufladung des Elektrofahrzeugs mit weniger Verlustleistung, was die Ladezeit des Fahrzeugs reduziert.

Wide Bandgap Halbleiter Markttrends

• Der große Trend im breiten Bandgap-Halbleitermarkt ist der zunehmende Einsatz von 5G- und fortschrittlicher Telekommunikation, wo Gallium Nitride (GaN) und Silicon Carbide (SiC)-Materialien integraler Bestandteil des Ausbaus dieser Infrastruktur sind. Die Nachfrage nach fortschrittlichen Halbleitern in Hochfrequenzanwendungen wächst aufgrund der Entwicklung von Mobilfunknetzen zur Unterstützung der 5G-Technologie.
• Der Miniaturisierungstrend von elektronischen Geräten, um das Gewicht und die Größe des elektronischen Systems und der Komponenten zu reduzieren und gleichzeitig ihre Funktionalität und Leistung zu verbessern. anders Fortgeschrittene Verpackung Technologien wie direkte Verklebung, Oberflächenmontagetechnik, und Chip-on-Board werden verwendet, um den breiten Bandgap-Halbleiter-Formfaktor zu schrumpfen und seine Leistung weiter zu verbessern. Solche breiten Bandgap-Halbleiter sind weit verbreitet in der Unterhaltungselektronik, Automobil, Telekommunikation und Gesundheitsanwendungen.

Wide Bandgap Halbleiter Marktanalyse

Basierend auf dem Material wird der Markt in Silicon Carbide (SiC), Gallium Nitride (GaN), Aluminium Nitride (AlN), Diamant und andere segmentiert.

• Das Segment Silicon Carbide (SiC) belief sich 2023 auf 818,9 Mio. USD. Silicon Carbide (SiC) Materialtyp hat überlegene Eigenschaften, einschließlich hoher Wärmeleitfähigkeit und breitem Bandgap, und sie sind stark für Hochleistungs- und Hochfrequenzanwendungen geeignet. Siliziumkarbid-Material in Leistungshalbleitern bietet hervorragende Spannungssperrfähigkeit für Hochspannungsanwendungen, die bei 650V beginnen, weil es die Arbeit bei höherer Spannung und Temperatur unterstützt als Silizium (Si). Solche wünschenswerten Eigenschaften von SiC-Halbleitern werden in Elektrofahrzeugen, erneuerbaren Energiesystemen und industriellen Stromanwendungen übernommen.
• Das Segment Gallium Nitride (GaN) belief sich 2022 auf 515.4 Mio. USD. Dieser Materialtyp unterstützt den Betrieb bei Spannungen über 600V, wodurch er für Schnellladesysteme und HF-Verstärker geeignet ist. Galliumnitrid (GaN) breite Bandspalt-Halbleitermaterial ist die bevorzugte Wahl für die nächsten Generation leistungsfähige Wandlerschalter.
• Das Segment Aluminium Nitride (AlN) belief sich 2021 auf 187,2 Mio. USD. Aluminiumnitrid (AIN) ist ein nicht toxisches Material, das aus 65,81% Al und 34.19% N besteht. Es verfügt über elektrische Isolationseigenschaften und eine hohe Wärmeleitfähigkeit und ist daher in Anwendungen wie elektrischen Isolatoren, Kühlkörpern und Wärmestreuern, Si-Wafer-Handling und als Paketsubstrate weit verbreitet.
• Das Segment Diamond belief sich 2021 auf 132,8 Mio. USD. Übertreffend sowohl Silicon Carbide (SiC) als auch Gallium Nitride (GaN) können Diamanten das neueste Leistungshalbleitermaterial sein. Da es hervorragende Eigenschaften für Hochtemperaturanwendungen, Hochspannungsbetrieben und Hochfrequenzschaltung aufweist. Diamant hat ein kritisches elektrisches Feld 30 mal höher als Silizium (Si).

Basierend auf der End-Use-Industrie ist der breite Bandgap-Halbleiter-Markt in Automobil, Unterhaltungselektronik, Telekommunikation, Energie & Dienstprogramm, Luft- und Raumfahrt & Verteidigung und andere aufgeteilt.

• Das Automobilsegment soll im Jahr 2024 30,7 % des Marktanteils ausmachen. Breite Bandgap-Halbleiter, wie SiC und GaN, verbessern die Effizienz des Elektrofahrzeugs (EV), indem hochfrequente, hocheffiziente Leistungselektronik ermöglicht wird. Durch den Betrieb mit höheren Schaltfrequenzen, Wirkungsgraden und Temperaturen reduzieren breite Halbleiter-basierte Wechselrichter sowohl direkte als auch indirekte Leistungsverluste im Fahrzeug. GaN-Geräte überlagern Silizium in der Hochfrequenz-Motorsteuerung, wodurch Schaltverluste in Fahrzeugen minimiert werden. Die breite Bandgap-Technologie beschleunigt die EV-Adoption, verbessert die Energieeffizienz und reduziert die Emissionen.
• Das Segment Verbraucherelektronik wird voraussichtlich im Jahr 2024 auf 21,5% des Marktanteils ausmachen. GaN breite Bandgap-Halbleiter ermöglichen kleinere, leichtere und energieeffizientere Adapter in der Unterhaltungselektronik. Durch die Reduzierung von Leistungsverlusten, die Steigerung der Energieeffizienz und die Miniaturisierung revolutionieren breite Bandgap-Halbleiter die moderne Unterhaltungselektronik.
• Das Telekommunikationssegment soll im Jahr 2024 17,4 % des Marktanteils ausmachen. Wide Bandgap-Halbleiter wie GaN und SiC revolutionieren die 5G-Infrastruktur durch die Verbesserung des Wärmemanagements, der Effizienz und des Leistungsmanagements. 5G-Netze benötigen eine weit verbreitete Verteilung von Stationen als konventionelle Netzwerke, mit einer höheren Dichte von Antennen, um eine optimale Abdeckung und niedrige Latenz zu gewährleisten. Die kompakte Größe von breiten Bandgap-Geräten ermöglicht die Konstruktion kleinerer und einfacher zu installierender Stationen, auch in beengten Räumen, wie auf Gebäudedächern oder vorbestehenden Stadtstrukturen. GaN breite Bandgap-Halbleiter reduzieren Verlustleistung und ermöglichen hochfrequente HF-Verstärkung, während SiC die Spannungshandhabung und Wärmeableitung verbessert.
• Das Segment Energie & Dienstprogramm wird voraussichtlich 14,1% des Marktanteils im Jahr 2024 ausmachen. Weite Bandgap-Halbleiter, insbesondere Siliziumkarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN), transformieren den Energie- und Versorgungssektor durch Effizienzsteigerung, Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit in Leistungsanwendungen. WBG-Halbleiter sind für Anwendungen der Solarstromerzeugung und des Energiespeichersystems (ESS) bevorzugt.
• Das Luftfahrt- und Verteidigungssegment wird voraussichtlich im Jahr 2024 11,2% des Marktanteils ausmachen. Große Bandgap-Halbleiter-Stromversorgungs- und Motorsteuergeräte bieten innovative Stromversorgungsoptionen für Flugzeuge. Siliziumkarbid und Galliumnitrid versprechen gewichtsarme Komponenten, um den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen im Luftfahrtsektor zu minimieren, und Forscher interessieren sich für Hochleistungs-Density-Stromwandler, da die Lösungen bei höheren Betriebstemperaturen stabil sind.

• Im Jahr 2024 entfielen auf den US-Bandgap-Halbleitermarkt 286,4 Mio. USD. Der Markt der Vereinigten Staaten wird wahrscheinlich von der zunehmenden Betonung auf Energieeinsparungen angetrieben werden. Laut der US-Abteilung für Energie wird die Leistungselektronik und die saubere Energie mit zunehmender Adoption von breiten Bandgap-Halbleitern revolutioniert. Die Annahme solcher fortschrittlicher Fertigungsprozesse wird den US-Herstellern einen Wettbewerbsvorteil in wachsenden globalen Märkten geben.
• Bis 2034 soll der breite Bandgap-Halbleitermarkt in Deutschland 321,9 Mio. USD erreichen. Deutschland konzentriert sich auf Investitionen in die Entwicklung und Herstellung von breitbandigen Halbleitermaterialien wie Siliciumcarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN). Industriesektoren wie Erneuerbare Energien und Automotive nutzen diese Halbleiter für ihre unterschiedlichen Anwendungen. Zur Stärkung des Halbleitersektors der EU erhielt Infineon im Februar 2025 einen Betrag von 960 Mio. USD aus der Europäischen Union, um ein Halbleiterbauwerk in Dresden aufzubauen.

• Der Markt für Breitband-Halbleiter in China dürfte im Prognosezeitraum mit einem CAGR von 11,9% wachsen. China Marktwachstum wird auf Chinas technologische Selbstversorgung und globale Wettbewerbsfähigkeit zurückgeführt. China betrachtete breite Bandgap-Halbleiter als nationale Sicherheitsindustrie, was zu erheblichen regionalen Investitionen und Schutzmaßnahmen führte. So konzentriert sich das Advanced Semiconductor Research Institute in China auf die Bewältigung globaler Herausforderungen in breiten Bandgap-Halbleitern, die Chinas Position in der globalen Halbleiterlandschaft weiter stärken.
• Japan soll einen Anteil von 10,8% des breiten Bandgap-Halbleitermarkts in Asien-Pazifik ausmachen. Große japanische Spieler wie ROHM, Mitsubishi Electric und Fuji Electric investieren in die Produktion und Entwicklung dieser fortschrittlichen Halbleiter, um die steigende Nachfrage nach energieeffizienten Lösungen in Elektrofahrzeugen und Industrieanlagenanwendungen zu erfüllen. Diese strategischen Maßnahmen konzentrieren sich auf die breite Bandgap-Technologie, die darauf abzielt, die Wettbewerbsfähigkeit des Landes auf dem internationalen Halbleitermarkt zu verbessern und die Abhängigkeit von ausländischen Anbietern zu verringern.
• Der südkoreanische Breitband-Halbleitermarkt wird im Prognosezeitraum mit einem CAGR von 14,3% wachsen. Südkorea betont, seine Halbleiterfertigung zu verbessern. Samsung und SK Hynix, zusammen mit Top-Forschungszentren wie Seoul National University Inter-University Research Centre sind einige der wichtigsten Akteure in Südkorea, die zusammenarbeiten, um Wissen in diesem Bereich zu gewinnen. Diese strategischen Maßnahmen werden unternommen, um Herausforderungen zu bewältigen und Chancen in der breiten Bandgap-Halbleiterindustrie zu erobern und Südkorea zu einem bedeutenden Bestandteil des globalen Halbleitermarktes zu machen.

Wide Bandgap Halbleiter Marktanteil

Der breite Bandgap-Markt wird als sehr wettbewerbsfähig angesehen, da er die Präsenz etablierter globaler Spieler hat. Die wichtigsten 5 Player im breiten Bandgap-Halbleitermarkt sind die Infineon Technologies AG, Texas Instruments Inc., STMicroelectronics N.V., Wolfspeed, Inc. und Mitsubishi Electric Corporation. Diese 5 Spieler tragen gemeinsam rund 54 % des Marktanteils auf dem breiten Bandgap-Halbleitermarkt bei. Zum Beispiel investierte Infineon Technologies im Februar 2022 rund 2,3 Milliarden US-Dollar, um seine breite Bandgap-Halbleiterproduktion in Kulim, Malaysia, zu erweitern, was die Produktion von SiC- und GaN-Bandgap-Halbleitern weiter verstärkte. Diese Expansion sollte die steigende Nachfrage aus Industrie- und Automobilbereichen erfüllen.

Darüber hinaus konzentrieren sich die am breiten Bandgap-Halbleitermarkt beteiligten Unternehmen auf die vertikale Integration und die interne Fertigung, um Kosteneffizienz und Lieferkettenstabilität zu gewährleisten. Zum Beispiel erweiterte Texas Instruments (TI) seine GaN-Produktionsanlage in Aizu, Japan, indem er fortschrittliche 200mm-Werkzeuge implementierte und die Dallas-Anlage ergänzte. Diese GaN-Halbleiter verbesserten die Skalierbarkeit, Effizienz und Nachhaltigkeit von Robotik und erneuerbaren Energien Hochspannungsanwendungen. Die Umsetzung von 200mm-Werkzeugen wird bis 2030 das Ziel der 95 %-igen Eigenproduktion erreichen.

Wide Bandgap Halbleiter Unternehmen

Führende Unternehmen der breiten Bandgap-Halbleiterindustrie umfassen:

• Infineon Technologies AG
• Texas Instruments Inc.
• STMicroelectronics N.V.
• Wolfspeed, Inc.
• Mitsubishi Electric Corporation
• Die Infineon Technologies AG konzentriert sich darauf, ihr Portfolio an SiC (Siliconcarbid) und GaN (Galliumnitrid) Leistungshalbleitern zu erweitern, um ihre Position im WBG-Halbleitermarkt zu stärken.
• Wolfspeed, Inc. bildet strategische Partnerschaften mit Autoherstellern und industriellen OEMs, um die WBG-Adoption zu beschleunigen. Darüber hinaus investiert es stark in die Forschung, um die Effizienz, Leistung und Wirtschaftlichkeit von SiC zu verbessern.
• Mitsubishi Electric fördert seine WBG-Halbleiterstrategie durch die Integration von SiC- und GaN-Technologien in hocheffiziente Leistungsmodule für industrielle, Automotive- und Energieanwendungen.

Wide Bandgap Halbleiter Nachrichten aus der Branche

• Im November 2023 kündigte Mitsubishi Electric gemeinsam mit Nexperia eine Partnerschaft an, die sich auf die Entwicklung der breiten Bandgap-Technologie konzentriert. In dieser Partnerschaft wird Nexperia SiC diskrete Geräte entwickeln, während Mitsubishi SiC MOSFET-Chips liefert und Lösungen für industrielle Geräte, Unterhaltungselektronik und Elektrofahrzeuge entwickelt.
• Im Oktober 2024, zur Entwicklung ultrabreiter Bandgap-Halbleiter (UWBGS), RTX kündigte einen DARPA-Vertrag an. Das Unternehmen wird Aluminiumnitrid und Diamant verwenden, um ultrabreite Bandgap-Halbleiter für verbesserte Leistung und Wärmemanagement zu entwickeln. Dieser Vertrag zielt auf UWBGS für Kommunikationsgeräte, Verteidigungssysteme und fortgeschrittene Radargeräte ab, die Raytheons Expertise in GaN-Bandgap-Halbleitermaterial weiter nutzen werden.

Dieser breite Bandgap-Halbleiter-Marktforschungsbericht beinhaltet eine eingehende Erfassung der Industrie mit Schätzungen und Prognosen in Bezug auf Umsatz (USD Million) von 2021 bis 2034, für die folgenden Segmente:

Markt, nach Material

• Siliciumcarbid (SiC)
• Gallium Nitride (GaN)
• Aluminium Nitrid (AlN)
• Diamant
• Sonstige

Markt, Durch Endverwendung Industrie

• Automobilindustrie
• Verbraucherelektronik
• Telekommunikation
• Energie & Utility
• Luft- und Raumfahrt
• Sonstige

Die vorstehenden Angaben sind für die folgenden Regionen und Länder angegeben:

• Nordamerika
  • US.
  • Kanada
• Europa
  • Vereinigtes Königreich
  • Deutschland
  • Frankreich
  • Italien
  • Spanien
• Asia Pacific
  • China
  • Indien
  • Japan
  • Südkorea
  • ANZ
• Lateinamerika
  • Brasilien
  • Mexiko
• MENSCHEN
  • VAE
  • Saudi Arabien
  • Südafrika