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世界の炭化ケイ素市場は、収益ベースで2023年に18億ドル規模と推定され、2023年から2028年までの年平均成長率は36.4%で、2028年には111億ドルに達する見通しです。この新しい調査研究は、市場の業界動向分析で構成されている。シリコンに対する炭化ケイ素の利点、パワーエレクトロニクスにおけるSiCデバイスの使用の増加、通常のシリコンよりも高いSiCの機械的、電気的、熱的特性、政府、民間団体、研究機関、メーカーによるSiC生産増加のための投資の増加は、炭化ケイ素市場の成長を促進する要因の一つである。
市場のダイナミクス：
ドライバー：シリコンに対する炭化ケイ素のメリット
パワー・アプリケーションでは、より小型で効率的なソリューションが求められています。SiCは、電力密度を高め、デバイスをより小さなパッケージに収めることができるため、ディスクリート・コンポーネントやパワー・モジュールのシリコンを置き換えるのに理想的です。その優れた性能により、SiC MOSFETは、高いスイッチング周波数、電圧、電流、効率を必要とするパワー・アプリケーションに広く使用されています。SiCデバイスの設計と製造は、半導体材料などいくつかの違いを除き、通常のSiデバイスとほぼ同様である。シリコンを使用するSiとは異なり、SiCは炭素原子を余分に持っている。これらのデバイスは信頼性が高く、エネルギー効率に優れ、堅牢で、より高いスイッチング周波数と動作電圧に耐える。高電力密度デバイスはシンプルな設計で、必要な外付け部品が少なく、小型です。
SiCデバイスは、高いエネルギー効率と低いエネルギー損失といった利点を提供し、それによって運転コストと環境破壊を低減する。SiCデバイスの設計と製造は、半導体材料などいくつかの違いを除き、通常のSiデバイスとほぼ同様である。シリコンを使用するSiとは異なり、SiCには余分な炭素原子がある。また、電力密度が高いためコンパクトで、省スペースと軽量化を実現している。動作周波数が高いため、コンデンサーやインダクターなどの受動部品も小さくできる。
MOSFETを含むSiCデバイスは、様々な電子パワーシステムのスイッチング・アプリケーションに適している。その半導体材料と製造プロセスにより、従来のパワー・トランジスタでは達成できなかった高電圧と高速スイッチングの組み合わせに耐えることができる。一般に、ワイドバンドギャップ半導体は、高電力密度アプリケーション、低消費電力で高動作電圧アプリケーション、無線通信における高RF出力アプリケーションに適している。SiCデバイスの潜在的な用途には、自動車、航空機、牽引ドライブ、産業用ドライブ、誘導加熱、サーバー電源、バッテリー充電器、インバーターなどの電力システムが含まれる。その結果、電源のより効率的な使用に対する要求の高まりから、シリコンベースの技術や、炭化ケイ素（SiC）などの新しいワイドバンドギャップ材料を使用した技術の開発が絶え間なく行われている。これらの新材料を使用したデバイスは、より大きな電力と高い効率を提供し、市場に出回っている。このような要因が、炭化ケイ素産業におけるSiC駆動デバイスの成長を後押ししている。
制約：窒化ガリウムなどの代替材料の入手可能性
窒化ガリウム（GaN）および炭化ケイ素（SiC）電界効果トランジスタ（FET）は、従来のシリコン金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタ（MOSFET）よりも高いレベルの電力密度と効率を可能にする。どちらの技術も広いバンドギャップを持つが、GaNとSiCの基本的な違いにより、特定のトポロジーやアプリケーションでは、一方の技術が他方の技術よりも優れている。GaNは、能動部品や受動部品の数を削減し、より小型で軽量な磁気部品の使用を可能にし、システムの冷却要件を低減することで、システムレベルの大幅なコスト削減を実現します。GaNはまた、最も低いデバイス・コストを提供すると期待されている。また、GaNはSiCよりも電子移動度が高いため、超高周波アプリケーションに最適なデバイスとなるはずです。
さらに、GaNとSiCの最も大きな違いは、電子移動度（電子が半導体材料中をどれだけ速く移動できるかを示す）にある。SiCの電子移動度が650cm^2/Vsであるのに対し、GaNの電子移動度は2,000cm^2/Vsであり、SiCの電子よりも70％以上速く移動できる。これらの要因は、SiCをGaNに置き換える可能性が高い。これは炭化ケイ素市場の抑制要因となりうる。
機会：SiCの再生可能エネルギー応用の進展
持続可能な未来には責任ある発電が必要であり、太陽光発電は消費者や産業ユーザーにとって最も急速に成長している選択肢の一つです。最も明白な太陽光再生可能エネルギー源から最大限のエネルギーを引き出そうとするシステム設計者にとって、太陽光発電は魅力的なアイデアです。しかし、この驚異的なパワーを利用するには、精度と信頼性が必要です。太陽エネルギーの重要性に対する認識が高まるにつれ、太陽エネルギーハーベスティング分野の研究が活発化している。
シリコン・カーバイド・デバイスにより、太陽光発電システムは98%の効率を達成することができ、ほとんどの場合、インバータのサイズと総所有コストを劇的に削減することができる。また、これらのコンバーターはより高い周波数で動作することができるため、必要な磁気素子のサイズとコストを大幅に削減し、システム全体のコストを削減することができます。これらの利点により、大規模ソーラー・ファーム、家庭用ソーラー・パネル、電気自動車充電器において、クリーンでグリーンなエネルギーの戦略的利用が可能になる。
オン・セミコンダクターやWOLFSPEED INC.などのエコシステム・プレーヤーは、太陽光発電システム用のSiCデバイスを提供している。例えば、WOLFSPEED INC.は幅広いSiC MOSFETとSiCダイオードを提供し、オン・セミコンダクターはSiCディスクリートMOSFETとSiCモジュールを提供している。
課題SiCパワーデバイスの材料欠陥と設計およびパッケージングの問題
SiC材料では、マイクロパイプと呼ばれる微小サイズの穴が結晶全体に見られる。より大きなウェハーを製造する場合、SiCデバイスは転位、原型介在物、積層欠陥などの様々な欠陥の影響を受けやすい。これらの欠陥は、シリコンと炭素の前駆体のバランスが最適でないことや、圧力や温度が局所的に不安定であることが原因で発生する。これらの欠陥はデバイスの効率に影響を与え、電気特性を劣化させる。
SiCデバイスの設計には高いレベルの複雑さがある。設計者にとっての大きな課題は、コストを抑え、構造を複雑にすることなく、より優れた効率を達成することである。また、アプリケーションによって要求が異なるため、パワー・デバイスやRFデバイスの設計はさらに複雑さを増している。
これらのデバイスの包装は、これらの回路が設置される回路やシステムの性能にとって不可欠である。さらに、デバイスが高温で動作する場合にもパッケージングは不可欠である。したがって、デバイスが望ましい動作を行うためには適切なパッケージングが必要であり、そうでなければ技術的な問題を引き起こすことになる。したがって、SiCパワー・デバイスのパッケージングは、炭化ケイ素市場における大きな課題である。
ウェーハサイズ別では、150mmまでのセグメントが予測期間中に2番目に高いCAGRで成長すると予想される
<300ワット未満のセグメントは、予測期間中に35.9％と2番目に高いCAGRを経験すると予想されている。このセグメントの成長は、さまざまなタイプの高電圧・高周波パワーエレクトロニクスの開発や電気回路の製造に、これらのウエハーの使用が増加していることに起因している。
デバイス別では、SiCディスクリート・デバイス・セグメントが予測期間中に2番目に高いCAGRで成長すると予想される。
ハードウェア分野は、予測期間中に29.2%という2番目に高いCAGRを記録すると予想されている。ディスクリートデバイスとは、半導体のようなダイオードやトランジスタのことである。パワー・トランジスタは、電圧を調整し、電力散逸と発熱を抑えるために、さまざまなアプリケーションで使用されるディスクリート・デバイスの重要なクラスである。新興のワイドバンドギャップ・パワーデバイスであるSiCは、より高い周波数で低電力と高電力のアプリケーションを提供し、ネットワーク、エネルギー、輸送、自動車分野での民生用電子機器や高電力アプリケーションに対応します。SiCディスクリートデバイスは、SiCダイオードやSiC MOSFETを含む唯一の半導体である。これらはワイドバンドギャップ・パワーデバイスとしても知られている。自動車、パワー・エレクトロニクス、エネルギー、パワー・グリッド分野の低電力および高電力アプリケーション向けに、より高い周波数で動作することができます。
用途別では、その他分野が予測期間中に2番目に高いCAGRで成長すると予想されている。
その他の分野は、予測期間中に35.5%と2番目に高いCAGRを記録すると予想されている。その他の最終用途には、宇宙研究と原子力発電が含まれる。例えば、宇宙研究用途では、NASAがOrion宇宙船のような主要プロジェクトやプログラムでSiCデバイスを使用して電力関連の利点を達成し、Advanced Space Power SystemsプロジェクトではNASAがSiCデバイスを使用して質量関連の利点を達成した。さらに、SiCデバイスは高温でも性能を発揮するため、原子力発電にも使用されている。さらに、NASAグレン・リサーチ・センターによれば、SiCエレクトロニクスとセンサーを先進航空機の高温のエンジンやエアロサーフェス領域に搭載することで、大幅な軽量化、ジェットエンジンの性能向上、信頼性の向上が可能になるという。
2028年には、アジア太平洋地域が炭化ケイ素市場全体で最大のシェアを占めると予測されている。
予測期間中、アジア太平洋地域のCAGRは38.2%と最も高くなると予想される。人口の増加、都市化の急速な進展、EVの導入に地域政府が重点を置くようになったことが、アジア太平洋地域の市場成長を促進する主な要因である。パワー半導体デバイスでは、SiCパワーアプリケーションの増加がこの地域に大きな収益ポテンシャルを生み出している。このため、いくつかのパワーアプリケーション向けにSiCパワー半導体デバイスを大量商業化しようとする業界プレーヤーが集まり、その結果、この地域のSiC市場プレーヤーの収益が増加している。さらに、ローム株式会社、富士電機株式会社、ルネサス エレクトロニクス株式会社（日本）、株式会社東芝、TanKeBlue Semiconductor Co.Ltd.（中国）などがある。(Ltd.（中国）がこの地域に拠点を置いている。この地域の市場は、主に経済成長と中小企業数の増加、政府によるデジタルトランスフォーメーションに関連する規制の義務化によって、大きなペースで成長すると予想される。また、中国、インド、日本などこの地域の国々は、カーボンニュートラルと再生可能エネルギー源へのシフトに関連したEVを採用している。 炭化ケイ素関連企業
炭化ケイ素市場のトップ企業 – 主要市場プレイヤー：
Silicon Carbide CompaniesareSilicon Carbide CompaniesSignify Holding(Netherlands),Gavita International B.V.(Netherlands),GE Lighting(US),Current(US),STMicroelectronics N.V.(Switzerland);Infineon Technologies AG(Germany);WOLFSPEED, INC.(North Carolina);ON Semiconductor Corporation(Arizona);ROHM Co., Ltd.(ローム株式会社（京都府）、富士電機株式会社（東京都）、株式会社東芝（東京都）、WOLFSPEED INC.(ローム株式会社（京都）、富士電機株式会社（東京）、株式会社東芝（東京）、株式会社日立製作所（日立(日本）、マイクロチップ・テクノロジー社（アリゾナ州）などが炭化ケイ素市場の主要プレーヤーである。
この調査レポートは、炭化ケイ素市場をデバイス別、ウェハサイズ別、最終用途別、地域別に分類しています。
最近の動向
2023年3月、三菱電機株式会社は、熊本県酒々井地区に炭化ケイ素（SiC）パワー半導体の増産を目的としたウエハー新工場を建設するため、投資額を20億米ドルに倍増すると発表した。この新工場では、8インチのSiCウェハープラントを製造する。
は2023年2月、次世代モビリティを実現する世界的なテクノロジー企業であるゼット・エフ社と提携した。この提携は、モビリティ、産業、エネルギー・アプリケーション向けの炭化ケイ素システムおよびデバイスの進歩を推進するための共同イノベーション・ラボを設立するためのものです。また、ドイツのエンスドルフに先進的で最大の200mm炭化ケイ素デバイス工場を建設することも含まれています。
WOLFSPEED, INC.は2023年1月、Gen 3+ 750 VベアダイMOSFETを発売した。本製品は5mm×5mmレイアウト、厚さ180mmです。この製品は、電流の立ち上がり時間とスイッチング損失を最適化するために、低い内部ゲート抵抗Rgを特徴としています。また、低オン抵抗（RDS(ON)）と高い最大ジャンクション温度（TJ）を実現しています。
2022年12月にウルフスピード株式会社は、大手パワーデバイスメーカーとの複数年にわたる長期炭化ケイ素ウェハー供給契約を拡大しました。この契約により、ウルフスピードは同社に150mmの炭化ケイ素ベアおよびエピタキシャルウエハーを供給し、シリコンから炭化ケイ素半導体パワーデバイスへの業界全体の移行という同社のビジョンを強化する。
株式会社東芝は、低オン抵抗と大幅なスイッチング損失低減を実現した第3世代SiC（炭化ケイ素）MOSFET「TWxxNxxxCシリーズ」を2022年8月に発売した。新製品は、単位面積当たりのオン抵抗（RDS(ON)A）を約43％低減し、導通損失とスイッチング損失の関係を表す重要な指標であるドレイン-ソース間オン抵抗*ゲート-ドレイン間電荷量（RDS(ON)*Qgd）を約80％低減することができます。
1 はじめに
1.1.研究目的
1.2.市場の定義
1.2.1.包含と除外
1.3.調査範囲
1.3.1.対象市場
1.3.2.地理的範囲
1.3.3.考慮年数
1.4.通貨
1.5.制限事項
1.6.ステークホルダー
1.7.変更点の概要
1.7.1.不況の影響
2 研究方法
2.1.はじめに
2.2.研究データ
2.2.1.二次データ
2.2.2.一次データ
2.2.2.1.一次インタビューの内訳
2.2.2.2.専門家への一次インタビュー
2.2.2.3.一次資料からの主要データ
2.2.2.4.主要産業インサイト
2.3.市場規模の推定
2.3.1.ボトムアップ・アプローチ
2.3.2.トップダウン・アプローチ
2.4.市場の内訳とデータの三角測量
2.5.研究の前提
2.6.リスクアセスメント
2.7.景気後退の影響分析
3 エグゼクティブ・サマリー
4 プレミアム・インサイト
5 市場概要
5.1.はじめに
5.2.市場ダイナミクス
5.2.1.ドライバー
5.2.2.制約事項
5.2.3.機会
5.2.4.課題
5.3.バリューチェーン分析
5.4.ポーターのファイブフォース分析
5.5.価格分析
5.5.1.主要メーカーの平均販売価格動向（ウェーハサイズ別
5.5.2.平均販売価格の推移
5.6.主要ステークホルダーと購買基準
5.7.特許分析
5.8.技術分析
5.9.貿易データ分析
5.10.顧客のビジネスに影響を与える傾向／混乱
5.11.エコシステム／市場マップ
5.12.ケーススタディ
5.13.2023～2024年の主な会議・イベント
5.14.関税と規制の枠組み
5.15.規制機関、政府機関、その他の組織
5.15.1.料金表
5.15.2.規則
5.15.3.規格
6 炭化ケイ素市場：デバイス別
6.1.はじめに
6.2.SiCディスクリートデバイス
6.2.1.SiCダイオード
6.2.2.SiC MOSFET
6.3.SiCモジュール
7 炭化ケイ素市場：ウェーハサイズ別
7.1.はじめに
7.2.150MMまで
7.3. >150 MM
8 炭化ケイ素市場：最終用途別
8.1 はじめに
8.2 自動車
8.3 エネルギー＆電力
8.4. 産業用
8.5.輸送
8.6 電気通信
8.7. その他
9 炭化ケイ素市場：地域別
9.1 はじめに
9.2.北米
9.2.1. 景気後退の影響
9.2.2.
9.2.3. カナダ
9.2.4.メキシコ
9.3. ヨーロッパ
9.3.1. 景気後退の影響
9.3.2.
9.3.3. ドイツ
9.3.4. フランス
9.3.5. その他のヨーロッパ
9.4.アジア太平洋
9.4.1.景気後退の影響
9.4.2. 中国
9.4.3. 日本
9.4.4. 韓国
9.4.5. その他のアジア太平洋地域
9.5.
9.5.1. 景気後退の影響
9.5.2. 中東・アフリカ
9.5.3. 南米
10 競争環境
10.1 はじめに
10.2 市場評価の枠組み
10.2.1.製品ポートフォリオ
10.2.2. 地域フォーカス
10.2.3. 製造フットプリント
10.2.4.有機的／無機的成長戦略
10.3 市場シェア分析：炭化ケイ素市場、2022年（上位5社）
10.4. 5年間の企業収益分析（上位5社）
10.5 企業評価象限
10.5.1. 星
10.5.2. パーベイシブ
10.5.3. 新進リーダー
10.5.4 参加者
10.5.5. 競合ベンチマーキング
10.6 新興企業／中小企業（SMEs）評価マトリクス
10.6.1. 競合ベンチマーキング
10.6.2. 進歩的企業
10.6.3. 対応可能な企業
10.6.4. ダイナミック・カンパニー
10.6.5. スタートブロック
10.7 競合の状況と動向
10.7.1. 製品発表
10.7.2. ディール
11 企業プロフィール
11.1 主要プレーヤー
11.1.1. STMicroelectronics N.V.
11.1.2. インフィニオン・テクノロジーズAG
11.1.3. ウルフスピード株式会社
11.1.4. オン・セミコンダクター
11.1.5. ローム株式会社
11.1.6. 富士電機株式会社
11.1.7. 株式会社東芝
11.1.8. 株式会社日立製作所
11.1.9.マイクロチップ・テクノロジー社
11.1.10. 三菱電機株式会社
11.2. その他の主要プレーヤー
11.2.1.セミクロン ダンフォス
11.2.2 Qorvo, Inc.
11.2.3. ジーンシク・セミコンダクター社
11.2.4.TTエレクトロニクス
11.2.5. ビシェイ・インターテクノロジー社
11.2.6. ウィーエン半導体
11.2.7 ソリトロン・デバイス
11.2.8. コヒレント社 (II-VI Incorporated)
11.3. 中国固有の主要プレーヤー
11.3.1. 山南IC
11.3.2. 上海漢信科技
11.3.3.世紀金剛
11.3.4. グローバルパワーテクノロジー株式会社
11.3.5. BYD Semiconductor Co.
11.3.6. 株式会社インベントチップテクノロジー
11.3.7 CRRC
12 付録
12.1 ディスカッション・ガイド
12.2 ナレッジストア：Marketsandmarketsの購読ポータル
12.3. 利用可能なカスタマイズ
12.4 関連レポート
12.5.著者詳細
注*：調査開始後、企業リストは変更される可能性があります。サブセグメントMNMビュー（主要な強み／勝利への権利、戦略的な選択、そして
弱点と競争上の脅威）は、成長ライト市場に関与するトップ5プレーヤーに提供されます。
