2024年全球?qū)捊麕В?a class="contentlabel" href="http://www.bjwjmy.cn/news/listbylabel/label/WBG">WBG）半導(dǎo)體市場規(guī)模為21.3億美元，預(yù)計將從2025年的24.4億美元增加到2034年的約84.2億美元，2025年至2034年復(fù)合年增長率為14.74%。市場增長歸因于碳化硅和氮化鎵半導(dǎo)體在電動汽車、5G 基礎(chǔ)設(shè)施和節(jié)能電力系統(tǒng)中的日益普及。

寬禁帶 （WBG） 半導(dǎo)體市場要點

• 就收入而言，2024年全球?qū)捊麕В℅BG）半導(dǎo)體市場價值21.3億美元。

• 預(yù)計到 2034 年將達到 84.2 億美元。

• 預(yù)計 2025 年至 2034 年市場復(fù)合年增長率為 14.74%。

• 到 2024 年，亞太地區(qū)將以 46% 的最大份額主導(dǎo)全球?qū)拵?（GBG） 半導(dǎo)體市場。

• 預(yù)計 2025 年至 2034 年北美復(fù)合年增長率最快。

• 按材料類型劃分，碳化硅 （SiC） 細分市場到 2024 年將占據(jù) 58% 的主要市場份額。

• 按材料類型劃分，氮化鎵 （GaN） 細分市場預(yù)計將在 2025 年至 2034 年間以顯著的復(fù)合年增長率增長。

• 按設(shè)備類型劃分，功率器件細分市場在 2024 年占據(jù)最大的市場份額，達到 52%。

• 按設(shè)備類型劃分，射頻設(shè)備領(lǐng)域預(yù)計將在 2025 年至 2034 年間以顯著的復(fù)合年增長率擴張。

• 按晶圓尺寸劃分，6 英寸細分市場在 2024 年貢獻了最高的市場份額，達到 38%。

• 按晶圓尺寸劃分，預(yù)計 8 英寸細分市場在預(yù)測期內(nèi)將以顯著的復(fù)合年增長率增長。

• 按應(yīng)用劃分，電力電子領(lǐng)域到 2024 年將產(chǎn)生 41% 的主要市場份額。

• 按應(yīng)用劃分，電動汽車和充電基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域預(yù)計從 2025 年到 2034 年將以顯著的復(fù)合年增長率增長。

• 按最終用途行業(yè)劃分，到 2024 年，汽車領(lǐng)域?qū)⒄紦?jù)最大的市場份額，達到 36%。

• 按最終用途行業(yè)劃分，預(yù)計 2025 年至 2034 年電信領(lǐng)域?qū)⒁燥@著的復(fù)合年增長率增長。

人工智能對寬禁帶半導(dǎo)體市場的影響

人工智能 （AI） 正在徹底改變寬禁帶半導(dǎo)體市場，加速研究和商業(yè)應(yīng)用的創(chuàng)新。人工智能驅(qū)動的工具使工程師能夠?qū)?SiC 和 GaN 材料的行為進行建模和模擬，從而減少實驗和原型制作成本。人工智能還支持 WBG 半導(dǎo)體制造工廠的預(yù)測性維護，最大限度地減少停機時間并提高產(chǎn)量一致性。

亞太地區(qū)寬禁帶 （WBG） 半導(dǎo)體市場規(guī)模和 2025 年至 2034 年增長

亞太地區(qū)寬禁帶（WBG）半導(dǎo)體市場規(guī)模在2024年為9.8億美元，預(yù)計到2034年價值約為39.2億美元，2025年至2034年復(fù)合年增長率為14.87%。

是什么讓亞太地區(qū)成為 2024 年全球寬禁帶半導(dǎo)體市場的領(lǐng)先地區(qū)？

亞太地區(qū)在 2024 年引領(lǐng)寬禁帶半導(dǎo)體市場，占據(jù) 46% 的最大收入份額。這種主導(dǎo)地位歸因于該地區(qū)充滿活力的制造生態(tài)系統(tǒng)，特別是在中國、日本、韓國和臺灣等國家，這些國家的 WBG 晶圓廠和半導(dǎo)體供應(yīng)鏈已經(jīng)完善。電動汽車、工業(yè)自動化和消費設(shè)備的日益普及推動了基于 SiC 和 GaN 的技術(shù)在功率模塊和射頻設(shè)備中的使用激增。此外，三星電子和 LG Innotek 將 WBG 半導(dǎo)體納入下一代數(shù)據(jù)中心的配電系統(tǒng) （PDS） 的舉措進一步推動了該地區(qū)的市場。

在聯(lián)邦支出增加、半導(dǎo)體制造回流以及支持國防活動的現(xiàn)代化項目的推動下，預(yù)計北美在預(yù)測期內(nèi)將經(jīng)歷最快的市場增長。2024 年，美國能源部 （DOE） 根據(jù)其基于 SiC 的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)計劃資助了國家實驗室，用于電網(wǎng)、航空航天和電動汽車應(yīng)用?！缎酒c科學(xué)法案》刺激了安森美、Wolfspeed 和德州儀器等公司的工廠擴建，以促進美國的 WBG 晶圓和芯片產(chǎn)量。此外，NIST、麻省理工學(xué)院和斯坦福大學(xué)等研究機構(gòu)還為國防和衛(wèi)星系統(tǒng)中的氮化鎵射頻器件建立了新的可靠性基準。2024 年 6 月，美國國家可再生能源實驗室 （NREL）、GE Vernova 和 ABB 之間的合作展示了將 SiC 集成到固態(tài)變壓器中，用于電網(wǎng)規(guī)模電池存儲，提高了效率和容錯能力。電信原始設(shè)備制造商和工業(yè)自動化集成商對 WBG 半導(dǎo)體的需求不斷增長也促進了市場增長。

市場概況

寬禁帶 （WBG） 半導(dǎo)體是帶隙明顯大于硅 （Si） 等傳統(tǒng)半導(dǎo)體的半導(dǎo)體材料。典型帶隙值超過 2 電子伏特 （eV）。這些材料，包括碳化硅 （SiC）、氮化鎵 （GaN） 等，使設(shè)備能夠在更高的電壓、溫度、頻率和功率水平下運行，使其成為下一代電力電子、射頻設(shè)備和光電應(yīng)用的理想選擇。

交通、工業(yè)和可再生能源領(lǐng)域電氣化和能源效率的增長趨勢正在推動對寬禁帶 （WBG） 半導(dǎo)體的需求激增。美國能源部 （DOE） 預(yù)計，到 2024 年，基于 SiC 的功率器件將顯著降低逆變器損耗，從而提高電動汽車傳動系統(tǒng)效率。JEITA 報告稱，在工業(yè)自動化和電網(wǎng)現(xiàn)代化的推動下，整個東亞地區(qū)的全球 WBG 設(shè)備出貨量同比大幅增長。全球?qū)γ撎己透咝阅茈娮赢a(chǎn)品的推動預(yù)計將進一步擴大WBG半導(dǎo)體在全球電氣化項目中的使用。

寬禁帶 （WBG） 半導(dǎo)體市場增長因素

• 對游戲化健身體驗的需求不斷增長：消費者對沉浸式、類似游戲的鍛煉的興趣日益濃厚，正在推動增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實與健身平臺的集成。

• 促進人工智能驅(qū)動的個性化培訓(xùn)：人工智能的進步正在推動定制健身計劃的發(fā)展，提高用戶參與度和長期保留率。

• 與智能家居生態(tài)系統(tǒng)的日益集成：與家庭自動化系統(tǒng)兼容的智能健身設(shè)備的采用正在推動精通技術(shù)的家庭的需求。

市場范圍

市場動態(tài)

驅(qū)動力

電動汽車的日益普及如何推動寬禁帶半導(dǎo)體市場的增長？

電動汽車 （EV） 的日益普及預(yù)計將在未來幾年推動 WBG 半導(dǎo)體市場的發(fā)展。汽車制造商利用碳化硅 （SiC） 和氮化鎵 （GaN） 組件來增強動力總成、減少電池損耗并最大限度地減少車載充電器和逆變器的尺寸。與傳統(tǒng)硅相比，這些材料具有更高的開關(guān)速度、更低的傳導(dǎo)損耗和更好的熱性能。世界努力實現(xiàn)零排放交通和高燃油經(jīng)濟性水平，仍在推動電動汽車的制造。特斯拉、比亞迪和大眾汽車制造商正在生產(chǎn)帶有更多基于 WBG 的組件的電動平臺。這一趨勢支持了對 SiC 襯底的投資和供應(yīng)鏈中的大批量 GaN 生產(chǎn)。（來源：https://www.iea.org)

作為該部門車輛技術(shù)辦公室計劃的一部分，與主要汽車制造商的合作在電動傳動系統(tǒng)中快速部署 WBG 方面有所加強。國家可再生能源實驗室 （NREL） 2024 年的更新聲稱，使用 SiC 逆變器可實現(xiàn)高達 5% 的電動汽車傳動系統(tǒng)的效率，這對行駛里程和系統(tǒng)整體重量有直接影響。此外，電動汽車銷量的增長正在推動未來幾年對寬禁帶半導(dǎo)體的需求。國際能源署（IEA）報告稱，2024年，亞洲全球電動汽車銷量超過1400萬輛，與2023年相比增長了35%。

約束

高成本

材料和制造成本太高，無法促進大規(guī)模采用，這可能會限制在價格驅(qū)動的市場中的市場滲透。WBG 涉及復(fù)雜且成本高昂的晶體生長、襯底和晶圓加工技術(shù)。這些工藝的制造成本很高，因為與標準硅相比，它們需要專門的設(shè)備，并且必須嚴格控制質(zhì)量。此外，這種成本差異在成本是重要因素的應(yīng)用中變得尤為重要，例如消費電子產(chǎn)品或低利潤工業(yè)系統(tǒng)。

機會

對節(jié)能電力電子設(shè)備不斷增長的需求如何加速未來寬禁帶半導(dǎo)體市場的增長？

對節(jié)能電力電子設(shè)備不斷增長的需求預(yù)計將為市場創(chuàng)造重大機會。與硅相比，相同尺寸的WBG半導(dǎo)體具有更高的導(dǎo)熱性和更高的擊穿電壓，從而實現(xiàn)高效的設(shè)計。公用事業(yè)公司在智能電網(wǎng)和固態(tài)變壓器上使用基于氮化鎵的晶體管，以更智能的方式分配負載。此類創(chuàng)新符合全球各地的能源立法，以及美國、歐盟、中國和日本的電網(wǎng)現(xiàn)代化計劃。

SiC 器件可確保其在太陽能逆變器和風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)換器等可再生能源系統(tǒng)中高度變化的環(huán)境條件下穩(wěn)定運行。2024 年，三菱電機和 Wolfspeed 聯(lián)合宣布計劃專注于在大型風(fēng)能計劃中部署 SiC 組件，該計劃可能包括日本和歐洲的數(shù)百臺風(fēng)力渦輪機。此外，未來幾代依靠 WBG 設(shè)備來轉(zhuǎn)換電力、促進需求響應(yīng)和調(diào)節(jié)電壓的電網(wǎng)組件將在未來幾年進一步促進市場發(fā)展。（來源：

材料類型

2024 年碳化硅細分市場如何主導(dǎo)市場？

碳化硅 （SiC） 細分市場引領(lǐng)寬禁帶半導(dǎo)體市場，到 58 年將占據(jù) 2024% 的市場份額。這種主導(dǎo)地位歸因于碳化硅能夠最大限度地減少能量損失并提高動力總成性能，使其成為牽引逆變器、車載充電器和 DC-DC 轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域電動汽車 （EV） 制造商的首選。英飛凌科技、安森美和意法半導(dǎo)體等公司將在 2024 年增加碳化硅器件產(chǎn)量，以滿足不斷增長的需求。

SiC 的采用也受到大功率電機驅(qū)動器和可再生能源逆變器等工業(yè)應(yīng)用的推動，這些應(yīng)用的可靠性和功率密度至關(guān)重要。美國能源部 （DOE） 支持公私合作，并在 2024 年加速電動汽車系統(tǒng)碳化硅的研發(fā)，旨在增加國內(nèi)產(chǎn)量。此外，太陽能加儲能系統(tǒng)中的基于碳化硅的轉(zhuǎn)換器也促進了細分市場的增長。

氮化鎵 （GaN） 細分市場預(yù)計將在未來幾年以最快的復(fù)合年增長率增長，這得益于其在電信、消費電子和快速充電應(yīng)用中的應(yīng)用。GaN 的高頻工作和低電壓下的出色效率使其成為 5G 基站、衛(wèi)星通信和筆記本電腦適配器等緊湊、輕量級應(yīng)用的理想選擇。越來越多地采用氮化鎵為消費產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的 IC 供電，進一步推動了細分市場的增長。

設(shè)備類型

是什么讓功率器件成為 2024 年寬禁帶半導(dǎo)體市場的主導(dǎo)細分市場？

由于電動汽車 （EV）、工業(yè)電機驅(qū)動器和可再生能源系統(tǒng)中的應(yīng)用不斷增加，功率器件領(lǐng)域?qū)⒅鲗?dǎo)市場，到 2024 年將占據(jù) 52% 的份額。與硅基器件相比，碳化硅 （SiC） 和氮化鎵 （GaN） 功率器件具有更快的開關(guān)速度、更低的傳導(dǎo)損耗和更高的擊穿電壓，使其適用于高壓、高效率應(yīng)用。促進交通電氣化和清潔能源電氣化的監(jiān)管壓力進一步推動了對高效 WBG 半導(dǎo)體的需求。

由于 5G 系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施、衛(wèi)星通信和航空航天系統(tǒng)的使用不斷增長，射頻設(shè)備領(lǐng)域預(yù)計將在未來幾年以最快的速度增長。GaN 射頻元件在功率密度、效率和頻率響應(yīng)方面表現(xiàn)出色，使其成為高帶寬、低延遲通信網(wǎng)絡(luò)的理想選擇。領(lǐng)先的電信和國防供應(yīng)商越來越多地在基站、相控陣雷達和天基平臺中使用基于氮化鎵的射頻晶體管和放大器，進一步推動了細分市場的增長。

晶圓尺寸

為什么 6 英寸晶圓細分市場在 2024 年占據(jù)最大份額？

到 2024 年，6 英寸細分市場將主導(dǎo)寬禁帶半導(dǎo)體市場，占據(jù)約 38% 的市場份額。這種主導(dǎo)地位歸因于成熟的加工和供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施、高可用性以及對電動汽車 （EV）、工業(yè)應(yīng)用和電源轉(zhuǎn)換設(shè)備的適用性。由于工藝優(yōu)化，主要先進晶圓廠仍然使用 6 英寸基板。這些晶圓主要用于中等批量產(chǎn)品，其中可靠性和熱行為至關(guān)重要。原始設(shè)備制造商也更喜歡這種晶圓尺寸來滿足高效率和尺寸要求，從而進一步推動細分市場的增長。

在行業(yè)向大批量生產(chǎn)和成本效益轉(zhuǎn)變的推動下，預(yù)計 8 英寸細分市場將在未來幾年經(jīng)歷最快的增長。晶圓代工廠和集成器件制造商 （IDM） 正在擴大 8 英寸 SiC 和 GaN 晶圓的生產(chǎn)，以滿足電動汽車和電信基礎(chǔ)設(shè)施日益增長的需求。與 6 英寸晶圓相比，8 英寸晶圓的每片可用芯片提高了 1.71-2 倍，使其適合下一代設(shè)備要求。

應(yīng)用見解

電力電子如何成為2024年寬禁帶半導(dǎo)體市場的領(lǐng)先應(yīng)用？

2024年，電力電子領(lǐng)域在寬禁帶半導(dǎo)體市場中占據(jù)最大的收入份額，占市場份額的41%。這是由于 SiC 和 GaN 在工業(yè)電機驅(qū)動器和高壓開關(guān)系統(tǒng)等高效、高功率密度應(yīng)用中的廣泛使用。由于其卓越的外形尺寸和熱穩(wěn)定性，電力電子系統(tǒng)對 WBG 半導(dǎo)體的需求正在增加，可實現(xiàn)更高的擊穿電壓和更低的傳導(dǎo)損耗。此外，專為工業(yè)轉(zhuǎn)換器和固態(tài)斷路器設(shè)計的下一代 WBG 半導(dǎo)體功率模塊正在推動該領(lǐng)域的進一步增長。

由于移動出行、電氣化勢頭的增強以及政府?dāng)U大充電基礎(chǔ)設(shè)施的舉措，預(yù)計電動汽車和充電基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域在未來一段時間內(nèi)將以最高的復(fù)合年增長率增長。電動汽車的采用需要在牽引逆變器、直流快速充電器和車載充電器中使用 WBG 設(shè)備。

2024 年，美國能源部 （DOE） 宣布為新的電動汽車基礎(chǔ)設(shè)施項目提供資金，這些項目利用帶有 SiC 和 GaN 功率組件的高壓充電系統(tǒng)。中國工業(yè)和信息化部（工信部）到2024年12月將引入超過230萬個公共充電點，推動了快速充電器中對氮化鎵基DC-DC轉(zhuǎn)換器和SiC MOSFET的強勁需求。WBG 半導(dǎo)體產(chǎn)量的增加進一步推動了市場的發(fā)展，以滿足電動汽車動力總成和高速充電技術(shù)的需求。

行業(yè)洞察

為什么汽車領(lǐng)域在 2024 年占據(jù)最高市場份額？

到 2024 年，汽車領(lǐng)域?qū)⒅鲗?dǎo)寬禁帶半導(dǎo)體市場，份額約為 36%。這是由于電動汽車 （EV）、混合動力系統(tǒng)、車載充電器和牽引逆變器越來越多地采用 SiC 和 GaN 組件。汽車制造商優(yōu)先考慮 WBG 半導(dǎo)體，因為它們具有卓越的效率，與硅半導(dǎo)體相比，可以以更低的能耗實現(xiàn)更大的功率輸出。

2024 年 7 月，英飛凌科技與現(xiàn)代汽車合作，為下一代電動汽車平臺提供 SiC 模塊，并對汽車品質(zhì)功率半導(dǎo)體進行戰(zhàn)略投資。專注于封裝可靠性和耐溫性進步的研究項目也加速了汽車系統(tǒng)新半導(dǎo)體技術(shù)的開發(fā)。2024 年第二季度，Wolfspeed 擴建了位于紐約的莫霍克谷晶圓廠，增加了用于電動汽車牽引系統(tǒng)的專用碳化硅晶圓產(chǎn)能。WBG 半導(dǎo)體在促進 800V 動力總成和快速充電技術(shù)方面的多功能性進一步推動了汽車行業(yè)的市場增長。

由于 5G 基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)據(jù)中心現(xiàn)代化的不斷發(fā)展，以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對能效要求的不斷提高，預(yù)計未來幾年電信領(lǐng)域?qū)⒁宰羁斓膹?fù)合年增長率增長。WBG半導(dǎo)體用于小蜂窩基站和高頻微波系統(tǒng)，以實現(xiàn)更高的開關(guān)速度和帶寬。臺積電和三星代工廠一直在擴大其氮化鎵射頻生產(chǎn)節(jié)點，以支持不斷增長的全球需求，從而進一步推動該細分市場的發(fā)展。