와이드 밴드갭 반도체 시장 - 재료별, 최종 사용 산업별 및 예측(2024-2032년)

와이드 밴드갭 반도체 시장 규모

글로벌 와이드 밴드갭 반도체 시장은 2024년 21억 6,000만 달러로 평가되었으며 CAGR 12.2%로 성장하여 2034년까지 68억 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 시장의 확장은 전력 전자 제품에 대한 수요 증가와 전기 자동차의 글로벌 채택 증가에 의해 주도됩니다.

와이드 밴드갭 반도체 시장은 산업 및 재생 에너지 응용 분야를 위한 고효율 전력 전자 장치의 채택 증가에 영향을 받습니다. 전력 전자 장치에 와이드 밴드갭 반도체를 통합하면 전력 전자 부품을 더 작고, 더 빠르고, 더 신뢰할 수 있고, 더 효율적으로 만들 수 있습니다. SiC 및 GaN 와이드 밴드갭 반도체는 더 높은 열 안정성과 더 나은 전력 변환 효율을 제공하며, 이는 다양한 응용 분야에 이상적인 솔루션으로 간주됩니다. 이 반도체는 더 높은 주파수와 온도에서 작동할 수 있어 전력 손실의 최대 90%를 제거할 수 있으므로 10배 더 큰 전압을 견딜 수 있습니다.

예를 들어, 2023년 11월 Mitsubishi Electric과 Nexperia B.V.는 와이드 밴드갭 기술에 대한 Mitsubishi의 전문 지식을 활용하여 실리콘 카바이드(SiC) 전력 반도체를 개발하기 위해 협력했습니다. 그러나 통신, 산업 자동화 및 재생 에너지 응용 분야 전반에 걸쳐 전력 전자 장치의 이러한 채택은 와이드 밴드갭 반도체 시장의 성장을 주도합니다.

또한, 차량 하드웨어의 가볍고 컴팩트한 설계를 만들기 위해 전기 자동차(EV) 전자 장치에서 와이드 밴드갭 반도체의 채택이 증가함에 따라 시장의 성장이 촉진되고 있습니다. 또한 SiC 와이드 밴드갭 반도체는 회생 제동 시스템에서 배터리로, 배터리에서 전기 모터로 전기 자동차의 에너지 흐름을 변환하고 추가로 관리할 수 있습니다. SiC 와이드 밴드갭 반도체는 높은 전력 밀도로 효율적인 전력 변환을 제공하여 낭비되는 에너지가 적고 전기 자동차가 한 번 충전으로 더 먼 거리를 이동할 수 있습니다. 또한 GaN 와이드 밴드갭 반도체는 전력 손실이 적은 전기 자동차의 고속 충전에 도움을 주어 차량의 충전 시간을 단축합니다.

와이드 밴드갭 반도체 시장 동향

• 와이드 밴드갭 반도체 시장의 주요 추세는 5G 및 첨단 통신의 배포가 증가하고 있으며, 여기서 질화갈륨(GaN) 및 실리콘 카바이드(SiC) 재료는 이러한 인프라의 발전에 필수적입니다. 무선 주파수 응용 분야에서 고급 반도체에 대한 수요는 5G 기술을 지원하기 위해 진화하는 모바일 네트워크로 인해 증가하고 있습니다.
  
• 전자 시스템 및 구성 요소의 무게와 크기를 줄이는 동시에 기능과 성능을 향상시키기 위한 전자 장치의 소형화 추세. 직접 본딩, 표면 실장 기술 및 칩 온 보드와 같은 다양한 고급 패키징 기술을 사용하여 와이드 밴드갭 반도체 폼 팩터를 축소하고 성능을 더욱 향상시킵니다. 이러한 와이드 밴드갭 반도체는 소비자 가전, 자동차, 통신 및 의료 응용 분야에서 널리 채택됩니다.
  

와이드 밴드갭 반도체 시장 분석

재료에 따라 시장은 탄화규소(SiC), 질화갈륨(GaN), 질화알루미늄(AlN), 다이아몬드 등으로 분류됩니다.

• 실리콘 카바이드(SiC) 부문은 2023년에 8억 1,890만 달러를 차지했습니다. 실리콘 카바이드(SiC) 재료 유형은 높은 열전도율과 넓은 밴드갭 등 우수한 특성을 가지고 있으며 고출력 및 고주파 응용 분야에 매우 적합합니다. 전력 반도체의 탄화규소 소재는 실리콘(Si)보다 높은 전압 및 온도에서 작업을 지원하기 때문에 650V에서 시작하는 고전압 응용 분야에 탁월한 전압 차단 기능을 제공합니다. 이러한 SiC 반도체의 바람직한 특성은 전기 자동차, 재생 가능 에너지 시스템 및 산업용 전력 응용 분야에 채택되고 있습니다.
  
• 질화갈륨(GaN) 부문은 2022년에 5억 1,540만 달러를 차지했습니다. 이 재료 유형은 600V를 초과하는 전압에서 작동을 지원하므로 고속 충전 시스템 및 RF 증폭기에 적합합니다. 질화갈륨(GaN) 와이드 밴드 갭 반도체 재료는 차세대 전력 효율 컨버터 스위치에 선호되는 선택입니다.
  
• 질화알루미늄(AlN) 부문은 2021년에 미화 1억 8,720만 달러를 차지했습니다. 질화알루미늄(AIN)은 65.81% Al과 34.19% N으로 구성된 무독성 물질입니다. 전기 절연 특성과 높은 열전도율을 가지고 있으므로 전기 절연체, 방열판 및 열 분산기, Si 웨이퍼 처리 및 패키지 기판과 같은 응용 분야에 광범위하게 사용됩니다.
  
• 다이아몬드 부문은 2021년에 미화 1억 3,280만 달러를 차지했습니다. 탄화규소(SiC)와 질화갈륨(GaN)을 모두 능가하는 다이아몬드는 최신 전력 반도체 재료가 될 수 있습니다. 고온 응용 분야, 고전압 작동 및 고주파 스위칭에 탁월한 특성을 가지고 있기 때문입니다. 다이아몬드는 실리콘(Si)에 비해 임계 전기장이 30배 더 높습니다.
  

최종 사용 산업을 기반으로 와이드 밴드갭 반도체 시장은 자동차, 소비자 가전, 통신, 에너지 및 유틸리티, 항공 우주 및 방위 및 기타 산업으로 나뉩니다.

• 자동차 부문은 2024년 시장 점유율의 30.7%를 차지할 것으로 예상됩니다.  SiC 및 GaN과 같은 와이드 밴드갭 반도체는 고주파, 고효율 전력 전자 장치를 가능하게 하여 전기 자동차(EV) 효율성을 향상시킵니다. 와이드 밴드갭 반도체 기반 인버터는 더 높은 스위칭 주파수, 효율 및 온도에서 작동하여 차량의 직접 및 간접 전력 손실을 모두 줄입니다. GaN 장치는 고주파 모터 제어에서 실리콘보다 성능이 뛰어나 차량의 스위칭 손실을 최소화합니다. 그러나 와이드 밴드갭 기술은 EV 채택을 가속화하여 에너지 효율성을 개선하고 배기 가스를 줄입니다.
  
• 소비자 가전 부문은 2024년 시장 점유율의 21.5%를 차지할 것으로 예상됩니다. GaN 와이드 밴드갭 반도체는 소비자 가전에서 더 작고 가벼우며 에너지 효율적인 어댑터를 허용합니다. 전력 손실을 줄이고, 에너지 효율을 높이고, 소형화를 가능하게 함으로써 와이드 밴드갭 반도체는 현대 소비자 가전에 혁명을 일으키고 있습니다.
  
• 통신 부문은 2024년 시장 점유율의 17.4%를 차지할 것으로 예상됩니다. GaN 및 SiC와 같은 와이드 밴드갭 반도체는 열 관리를 개선하고 효율성을 높이며 전력 처리를 개선하여 5G 인프라에 혁명을 일으키고 있습니다. 5G 네트워크는 최적의 커버리지와 낮은 대기 시간을 보장하기 위해 기존 네트워크보다 더 높은 밀도의 안테나와 함께 스테이션의 광범위한 배포가 필요합니다. 와이드 밴드갭 장치의 컴팩트한 크기로 인해 건물 지붕이나 기존 도시 구조물과 같은 제한된 공간에서도 더 작고 쉽게 설치할 수 있는 스테이션을 설계할 수 있습니다. GaN 와이드 밴드갭 반도체는 전력 손실을 줄이고 고주파 RF 증폭을 가능하게 하는 반면, SiC는 전압 처리 및 열 방출을 개선합니다.
  
• 에너지 및 유틸리티 부문은 2024년 시장 점유율의 14.1%를 차지할 것으로 예상됩니다. 와이드 밴드갭 반도체, 특히 탄화규소(SiC) 및 질화갈륨(GaN)은 전력 응용 분야에서 효율성, 신뢰성 및 지속 가능성을 향상시켜 에너지 및 유틸리티 부문을 변화시키고 있습니다. WBG 반도체는 태양광 발전 및 에너지 저장 시스템(ESS) 응용 분야에 선호됩니다.
  
• 항공우주 및 방위 부문은 2024년 시장 점유율의 11.2%를 차지할 것으로 예상됩니다. 와이드 밴드갭 반도체 전원 공급 장치 및 모터 제어 장치는 항공기를 위한 혁신적인 전력 관리 옵션을 제공합니다. 탄화규소 및 질화갈륨은 항공 부문에서 연료 소비와 배기가스를 최소화하기 위해 경량 부품을 약속하며, 연구원들은 솔루션이 더 높은 작동 온도에서 안정적이기 때문에 고출력 밀도 전력 변환기에 관심이 있습니다.

• 2024년 미국 와이드 밴드갭 반도체 시장은 2억 8,640만 달러를 차지했습니다. 미국 시장은 에너지 절약에 대한 강조가 증가함에 따라 주도될 가능성이 높습니다. 미국 에너지부(U.S. Department of Energy)에 따르면 전력 전자 및 청정 에너지는 와이드 밴드갭 반도체의 채택이 증가함에 따라 혁명을 일으킬 것입니다. 이러한 첨단 제조 공정의 채택은 미국 제조업체에게 성장하는 글로벌 시장에서 경쟁 우위를 제공할 것입니다.
  
• 독일의 와이드 밴드갭 반도체 시장은 2034년까지 3억 2,190만 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 독일은 탄화규소(SiC) 및 질화갈륨(GaN)과 같은 와이드 밴드갭 반도체 재료의 개발 및 생산에 대한 투자에 주력하고 있습니다. 재생 에너지 및 자동차와 같은 산업 부문에서는 이러한 반도체를 다양한 응용 분야에 널리 활용하고 있습니다. 예를 들어, 인피니언은 EU의 반도체 부문을 강화하기 위해 2025년 2월 드레스덴에 반도체 제조 공장을 건설하기 위해 유럽연합(EU)으로부터 9억 6,000만 달러를 지원받았습니다.
  

• 중국의 와이드 밴드갭 반도체 시장은 예측 기간 동안 11.9%의 CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다. 중국 시장 성장은 중국의 기술 자급자족과 글로벌 경쟁력에 기인합니다. 중국은 와이드 밴드갭 반도체를 국가 안보 수준의 산업으로 간주하여 상당한 지역 투자와 보호 정책으로 이어졌습니다. 예를 들어, 중국의 첨단반도체연구소(Advanced Semiconductor Research Institute)는 와이드 밴드갭 반도체의 글로벌 과제를 해결하는 데 중점을 두어 글로벌 반도체 환경에서 중국의 입지를 더욱 강화하고 있습니다.
  
• 일본은 아시아 태평양 지역의 와이드 밴드갭 반도체 시장에서 10.8%의 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다. 로옴(ROHM), 미쓰비시 전기(Mitsubishi Electric), 후지 전기(Fuji Electric)와 같은 일본의 주요 업체들은 전기 자동차 및 산업 장비 응용 분야에서 에너지 효율적인 솔루션에 대한 증가하는 수요를 충족하기 위해 이러한 첨단 반도체의 생산 및 개발에 투자하고 있습니다. 이러한 전략적 조치는 국제 반도체 시장에서 국가의 경쟁력을 높이고 외국 공급업체에 대한 의존도를 줄이기 위해 고안된 와이드 밴드갭 기술에 초점을 맞추고 있습니다.
  
• 한국 와이드 밴드갭 반도체 시장은 예측 기간 동안 14.3%의 CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다. 한국은 반도체 제조 개선을 강조하고 있습니다. 삼성전자와 SK하이닉스는 서울대학교의 대학간 연구센터와 같은 최고의 연구 센터와 함께 이 분야의 지식을 얻기 위해 협력하고 있는 한국의 주요 업체 중 일부입니다. 이러한 전략적 조치는 와이드 밴드갭 반도체 산업의 도전 과제를 해결하고 기회를 포착하기 위해 수행되어 한국을 세계 반도체 시장의 주요 플레이어로 만듭니다.
  

와이드 밴드갭 반도체 시장 점유율

와이드 밴드갭 시장은 잘 정립된 글로벌 플레이어가 존재하기 때문에 경쟁이 치열한 것으로 간주됩니다. 와이드 밴드갭 반도체 시장의 주요 5개 업체는 Infineon Technologies AG, Texas Instruments Inc., STMicroelectronics N.V., Wolfspeed, Inc. 및 Mitsubishi Electric Corporation입니다. 이 5개 업체는 와이드 밴드갭 반도체 시장에서 시장 점유율의 약 54%를 차지하고 있습니다. 예를 들어, Infineon Technologies는 2022년 2월에 약 23억 달러를 투자하여 말레이시아 쿨림에 있는 와이드 밴드갭 반도체 제조 시설을 확장하여 SiC 및 GaN 와이드 밴드갭 반도체의 생산을 더욱 향상시켰습니다. 이러한 확장은 산업 장비 및 자동차 부문의 증가하는 수요를 충족하기 위한 것이었습니다.

또한 와이드 밴드갭 반도체 시장에 참여하는 회사들은 비용 효율성과 공급망 안정성을 보장하기 위해 수직 통합 및 자체 제조에 중점을 둡니다. 예를 들어, Texas Instruments(TI)는 댈러스 시설을 보완하는 고급 200mm 도구를 구현하여 일본 아이즈에 있는 GaN 생산 시설을 확장했습니다. 이러한 GaN 반도체는 로봇 공학 및 재생 에너지 고전압 응용 분야의 확장성, 효율성 및 지속 가능성을 향상시켰습니다. 200mm 공구의 구현은 2030년까지 95%의 자체 생산이라는 회사의 목표를 달성할 수 있도록 보장할 것입니다.

와이드 밴드갭 반도체시장 기업

와이드 밴드갭 반도체 산업의 선도 기업은 다음과 같습니다.

• 인피니언 테크놀로지스 AG
• 텍사스 인스트루먼트 Inc.
• ST마이크로일렉트로닉스 N.V.
• 울프스피드, Inc.
• Mitsubishi Electric Corporation
  
• Infineon Technologies AG는 WBG 반도체 시장에서의 입지를 강화하기 위해 SiC(탄화규소) 및 GaN(질화갈륨) 전력 반도체 포트폴리오를 확장하는 데 주력하고 있습니다.
  
• Wolfspeed, Inc.는 WBG 채택을 가속화하기 위해 자동차 제조업체 및 산업 OEM과 전략적 파트너십을 체결합니다. 또한 SiC 효율성, 성능 및 비용 효율성을 개선하기 위한 연구에 막대한 투자를 하고 있습니다.
  
• Mitsubishi Electric은 산업, 자동차 및 에너지 응용 분야를 위한 고효율 전력 모듈에 SiC 및 GaN 기술을 통합하여 WBG 반도체 전략을 발전시키고 있습니다.
  

와이드 밴드갭 반도체 산업 뉴스

• 2023년 11월, Mitsubishi Electric은 탄화규소(SiC) 전력 반도체를 공동 개발하기 위해 Nexperia와 파트너십을 발표하여 와이드 밴드갭 기술 개발에 집중할 것입니다. 이 파트너십을 통해 넥스페리아는 SiC 개별 소자를 개발하고, 미쓰비시는 SiC MOSFET 칩을 공급하며, 산업 장비, 가전 제품 및 전기 자동차를 위한 솔루션을 개발합니다.
  
• 2024년 10월, RTX는 초광대역밴드갭 반도체(UWBGS) 개발을 위해 국방고등연구계획계획국(DARPA) 계약을 발표했습니다. 이 회사는 질화알루미늄과 다이아몬드를 사용하여 전력 및 열 관리 향상을 위한 초광각 밴드갭 반도체를 개발할 것입니다. 이번 계약은 통신 장비, 방위 시스템 및 첨단 레이더를 위한 UWBGS를 목표로 하며, GaN 와이드 밴드갭 반도체 재료에 대한 레이시온의 전문 지식을 더욱 활용할 예정이다.
  

이 와이드 밴드갭 반도체 시장 조사 보고서에는 다음 부문에 대한 2021년부터 2034년까지 수익(미화 백만 달러) 측면에서 추정 및 예측과 함께 업계에 대한 심층적인 적용 범위가 포함되어 있습니다.

시장, 재료별

• 실리콘 카바이드 (SiC)
• 질화갈륨(GaN)
• 질화알루미늄(AlN)
• 다이아몬드
• 다른

시장, 최종 사용 산업별

• 자동차
• 소비자 가전 제품
• 통신
• 에너지 및 유틸리티
• 항공우주 및 방위 산업
• 다른

위의 정보는 다음 지역 및 국가에 대해 제공됩니다.

• 북아메리카
  • 미국
  • 캐나다
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  • 영국
  • 독일
  • 프랑스
  • 이탈리아
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