市場調査レポート
商品コード
1471124
パワーエレクトロニクス市場:デバイスタイプ別、材料別、電圧別、電流レベル別、ウエハーサイズ別、用途別-2024-2030年の世界予測Power Electronics Market by Device Type (Discrete, IC, Module), Material (Gallium Nitride, Sapphire, Silicon), Voltage, Current Level, Wafer Size, Application - Global Forecast 2024-2030 |
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パワーエレクトロニクス市場:デバイスタイプ別、材料別、電圧別、電流レベル別、ウエハーサイズ別、用途別-2024-2030年の世界予測 |
出版日: 2024年04月17日
発行: 360iResearch
ページ情報: 英文 186 Pages
納期: 即日から翌営業日
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パワーエレクトロニクス市場規模は2023年に478億7,000万米ドルと推定され、2024年には500億8,000万米ドルに達し、CAGR 5.67%で2030年には704億6,000万米ドルに達すると予測されています。
パワーエレクトロニクスは、電力の変換、制御、管理を扱う電気工学の一分野です。電力を制御・変換するための電子機器やシステムを研究・応用します。パワーエレクトロニクスは、電力変換、モーター駆動、再生可能エネルギーシステム、電気自動車など、さまざまな用途において極めて重要です。パワーエレクトロニクス市場の成長は、エネルギー効率とカーボンフットプリント削減の世界の推進、より高い電力密度につながる技術の進歩、電気自動車と再生可能エネルギーシステムの堅調な成長など、複数の要因の影響を受けています。また、スマートグリッドへの投資の増加や、民生用電子機器における高効率電源ソリューションのニーズも、主要な促進要因となっています。さらに、省エネルギー技術を支持する政府の取り組みや政策も、市場拡大に資する環境を提供しています。成長の課題はあるもの、高度なパワーエレクトロニクスシステムの初期コストの高さや、これらのシステムを既存のフレームワークに統合する際の複雑さといった限界や難題に直面しており、これが市場の成長をさらに妨げています。より高い効率と、より高い周波数と温度で動作するパワーを提供する半導体材料の革新は、業界のさらなる成長に貢献する可能性があります。スマート電力管理システムのためのAIとIoTの統合、電気自動車充電のための誘導無線電力伝送、より良いエネルギー貯蔵ソリューションのためのバッテリー管理システムの進歩は、市場拡大のための潜在的な道を示しています。
主な市場の統計 | |
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基準年[2023] | 478億7,000万米ドル |
予測年[2024] | 500億8,000万米ドル |
予測年 [2030] | 704億6,000万米ドル |
CAGR(%) | 5.67% |
デバイスの種類カスタマイズが可能なディスクリートデバイスの採用が著しい
ディスクリートパワーデバイスは、パワーエレクトロニクス・アプリケーションで使用される個々のトランジスタ、ダイオード、サイリスタ、その他のコンポーネントです。これらは、高電圧と高電流を扱う能力で知られ、さまざまな構成で使用できるため設計の柔軟性を提供します。ダイオードは、電流を一方向にのみ流す基本的な半導体デバイスで、パワーエレクトロニクスでは整流、過電圧保護、インバータ回路のフリーホイールダイオードとして使用されています。サイリスタとは、N型とP型を交互に4層重ねた固体半導体デバイスです。トランジスタは、スイッチングと増幅の機能を提供するため、パワーエレクトロニクスにとって非常に重要です。パワーエレクトロニクスのICは、複数のコンポーネントを1つのチップに統合し、複雑な機能を実行することができます。特定用途向けIC(ASIC)は、パワーエレクトロニクス内の特定用途向けに設計されています。これらの集積回路は、通信機器、車載システム、高性能と信頼性を必要とする家電製品など、特定の用途向けにカスタマイズされています。パワーマネージメントIC(PMIC)は、ホストシステムの電力要件を管理するために使用されます。PMICは、複数の電源制御を1つのチップに統合し、エネルギー効率を向上させ、バッテリ寿命を延ばします。パワーエレクトロニクスのモジュールは、複数の半導体デバイスを1つのパッケージに組み込み、性能を最適化し、設計と製造プロセスを簡素化します。インテリジェント・パワー・モジュール(IPM)は、パワー・デバイス、ゲート・ 促進要因、保護機能を1つの製品に統合し、性能と信頼性を向上させるように設計された高度なモジュールです。標準モジュールとパワー統合モジュールは、より高い電力密度を達成するように設計されており、トラクションから電源やコンバータに至る幅広いアプリケーションで一般的に使用されています。
材料窒化ガリウムは、高周波・大電力アプリケーションで高効率性能を発揮します。
窒化ガリウムは、高い電子移動度、熱安定性、シリコンよりも高い電圧と周波数で動作する能力で知られるワイドバンドギャップ半導体材料です。このためGaNは、高効率でコンパクトな電力変換器や急速充電ソリューションに適しています。この材料は、RF通信や衛星技術など、高い電力密度と効率を必要とする用途に選ばれています。サファイアはアルミナベースの結晶で、その耐久性、高融点、優れた電気絶縁特性からパワーエレクトロニクスに使用されています。これらの材料は、高温に耐え、腐食に耐える堅牢な材料を必要とする過酷な環境や用途に最適です。シリコンは、その確立された製造エコシステムと優れた電気特性により、半導体産業で最も重要なコンポーネントの1つであり続け、低電力およびマイクロエレクトロニクス・アプリケーションで優位を占めています。炭化ケイ素もワイドバンドギャップ半導体材料のひとつで、シリコンに比べて優れた熱伝導性、高い温度耐性、電力効率の向上を実現します。特に高電圧・高温アプリケーションで有利です。
電圧:高電圧システムは長距離の伝送効率を優先し、大電力用途が多いです。
高電圧パワーエレクトロニクスは、送電、産業用モーター、再生可能エネルギーシステムにおいて重要です。高電圧システムは、高い電力効率と長距離送電を必要とする状況で好まれます。高電圧直流(HVDC)送電システムや風力タービン用高出力コンバータなどに採用されています。低電圧パワーエレクトロニクスは、低電圧で機能するデバイスであり、民生用電子機器、自動車用アプリケーション、および低電力制御システムで広く使用されています。低電圧パワーエレクトロニクスは、その手頃な価格と、小型で省エネルギーが要求される低電力アプリケーションに適していることから好まれています。中電圧パワーエレクトロニクスは、産業用ドライブ、商用電気自動車、および太陽光発電インバータに不可欠です。これらのシステムは、高い電力容量と効率的なエネルギー利用のバランスがとれており、高い性能とエネルギー効率を必要とする産業用アプリケーションに適しています。
アプリケーション航空宇宙・防衛分野におけるパワーエレクトロニクスの高い需要
航空宇宙・防衛分野では、パワーエレクトロニクスは発電、変換システム、電子戦などのアプリケーションに不可欠です。ここでのニーズは、高い信頼性、過酷な条件下での耐久性、高度な熱管理ソリューションに重点を置いています。自動車産業は、電気自動車(EV)とハイブリッドシステムに軸足を置き、パワーエレクトロニクスを最前線に置いています。これらは、パワートレイン・システム、バッテリー管理、充電インフラで使用されます。エネルギー効率とコンパクトな設計が好まれます。コンシューマーエレクトロニクスには、モバイル機器、コンピュータ、家電製品などがあり、パワーエレクトロニクスはユーザーの安全性と省エネを確保し、製品の寿命を延ばします。情報通信技術(ICT)では、パワーエレクトロニクスはデータセンター、ネットワーク機器、通信機器において極めて重要です。ここでの焦点は、信頼性、高電力密度、エネルギー効率です。産業分野では、モータードライブ、オートメーション、電源、再生可能エネルギーシステムにパワーエレクトロニクスが活用されています。ニーズに基づく嗜好には、堅牢性、拡張性、さまざまな産業環境との互換性などがあります。エレクトロニクスは、電力部門におけるエネルギー生成、送電、配電に不可欠です。この分野では、優れた熱性能、高効率、大電力を扱う能力が要求されます。
地域別インサイト
南北アメリカは、技術の進歩と高品質な製品を重視する重要なパワーエレクトロニクス市場です。この地域の消費者は、ホームオートメーションやスマート家電への関心が高まっており、これが高度なパワーエレクトロニクス・ソリューションへのニーズを後押ししています。このような状況は、エネルギー効率を促進するための数多くの政府イニシアティブによって形成されており、技術新興企業や研究活動に対する強固な投資雰囲気によって支えられています。エネルギー消費に関する厳しい規制と消費者の高い環境意識が、欧州のパワーエレクトロニクススペースを特徴づけています。EUのイニシアチブは、パワーエレクトロニクスを含むグリーンテクノロジーのイノベーションを推進することで、EUを気候ニュートラルな地域にすることを目指しています。EUの持続可能性への焦点は、効率的で長持ちする電子機器への顧客の購買行動に影響を与えています。欧州諸国には、高度な研究開発に従事するパワーエレクトロニクス企業が数多くあります。アジア太平洋地域は、再生可能エネルギーと電気自動車(EV)への大規模な投資により、パワーエレクトロニクスに大きな広がりを見せています。公害削減とエネルギー安全保障戦略の一環として、EVに対する政府の支援は現地市場の成長に拍車をかけています。政府の再生可能エネルギー推進と産業部門の急拡大により、同国の業界情勢は急成長しています。
FPNVポジショニング・マトリックス
FPNVポジショニングマトリックスはパワーエレクトロニクス市場を評価する上で極めて重要です。事業戦略や製品満足度に関連する主要指標を調査し、ベンダーの包括的な評価を提供します。この綿密な分析により、ユーザーは各自の要件に沿った十分な情報に基づいた意思決定を行うことができます。評価に基づき、ベンダーは成功の度合いが異なる4つの象限に分類されます:フォアフロント(F)、パスファインダー(P)、ニッチ(N)、バイタル(V)です。
市場シェア分析
市場シェア分析は、パワーエレクトロニクス市場におけるベンダーの現状について、洞察に満ちた詳細な調査を提供する包括的なツールです。全体的な収益、顧客基盤、その他の主要指標についてベンダーの貢献度を綿密に比較・分析することで、企業の業績や市場シェア争いの際に直面する課題について理解を深めることができます。さらに、この分析により、調査対象基準年に観察された累積、断片化の優位性、合併の特徴などの要因を含む、この分野の競合特性に関する貴重な考察が得られます。このような詳細レベルの拡大により、ベンダーはより多くの情報に基づいた意思決定を行い、市場で競争優位に立つための効果的な戦略を考案することができます。
1.市場の浸透度:主要企業が提供する市場に関する包括的な情報を提示しています。
2.市場の開拓度:有利な新興市場を深く掘り下げ、成熟市場セグメントにおける浸透度を分析しています。
3.市場の多様化:新製品の発売、未開拓の地域、最近の開発、投資に関する詳細な情報を提供します。
4.競合の評価と情報:市場シェア、戦略、製品、認証、規制状況、特許状況、主要企業の製造能力について徹底的な評価を行います。
5.製品開発およびイノベーション:将来の技術、研究開発活動、画期的な製品開発に関する知的洞察を提供します。
1.パワーエレクトロニクス市場の市場規模および予測は?
2.パワーエレクトロニクス市場の予測期間中に投資を検討すべき製品、セグメント、用途、分野は何か?
3.パワーエレクトロニクス市場の技術動向と規制枠組みは?
4.パワーエレクトロニクス市場における主要ベンダーの市場シェアは?
5.パワーエレクトロニクス市場への参入に適した形態や戦略的手段は?
[186 Pages Report] The Power Electronics Market size was estimated at USD 47.87 billion in 2023 and expected to reach USD 50.08 billion in 2024, at a CAGR 5.67% to reach USD 70.46 billion by 2030.
Power electronics is a component of electrical engineering that deals with converting, controlling, and managing electrical power. It involves studying and applying electronic devices and systems for the control and transformation of electric power. Power electronics are crucial in various applications, including power conversion, motor drives, renewable energy systems, and electric vehicles. The growth of the power electronics market is influenced by multiple factors, including the global push for energy efficiency and carbon footprint reduction, advancements in technology leading to higher power density, and the robust growth of electric vehicles and renewable energy systems. Increased investments in smart grids and the need for high-efficiency power solutions in consumer electronics are also key drivers. Moreover, government initiatives and policies favoring energy-saving technologies provide a conducive environment for the market's expansion. Despite the prospects for growth, the market faces limitations and challenging factors, such as the high initial cost of advanced power electronic systems and the complexity involved in integrating these systems into existing frameworks, which further hamper its growth in the market. Innovation in semiconductor materials that offer higher efficiency and the power to operate at higher frequencies and temperatures can contribute to the further growth of the industry. Integration of AI and IoT for smart power management systems, inductive wireless power transfer for electric vehicle charging, and advancement in battery management systems for better energy storage solutions represent potential avenues for market expansion.
KEY MARKET STATISTICS | |
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Base Year [2023] | USD 47.87 billion |
Estimated Year [2024] | USD 50.08 billion |
Forecast Year [2030] | USD 70.46 billion |
CAGR (%) | 5.67% |
Device Type: Significant adoption of discrete devices for their customization potential
Discrete power devices are individual transistors, diodes, thyristors, and other components used in power electronic applications. They are known for their ability to handle high voltages and currents and provide design flexibility as they can be used in various configurations. Diodes are fundamental semiconductor devices that allow current to flow in one direction only and are used in power electronics for rectification, over-voltage protection, and as freewheeling diodes in inverter circuits. Thyristors are solid-state semiconductor devices with four layers of alternating N and P-type material. Transistors are critical to power electronics as they provide the function of switching and amplification. ICs in power electronics integrate multiple components into a single chip that can perform complex functions. Application-specific ICs (ASICs) are designed for particular applications within power electronics. These integrated circuits are customized for specific uses, which might be in communication devices, automotive systems, or consumer electronics that require high performance and reliability. Power management ICs (PMICs) are used to manage the power requirements of the host system. They integrate multiple power controls into a single chip to improve energy efficiency and prolong battery life. Modules in power electronics incorporate multiple semiconductor devices into a single package, optimizing performance and simplifying design and manufacturing processes. Intelligent power modules (IPM) are advanced modules that integrate power devices, gate drivers, and protection features into a single product designed to improve performance and reliability. Standard and power-integrated modules are designed to achieve higher power density and are commonly used in applications ranging from traction to power supplies and converters.
Material: Gallium nitride offers high-efficiency performance in high-frequency and high-power applications
Gallium nitride is a wide-bandgap semiconductor material recognized for its high electron mobility, thermal stability, and ability to work at more elevated voltages and frequencies than silicon. This makes GaN suitable for high-efficiency, compact power converters and rapid charging solutions. This material is chosen for applications requiring high power density and efficiency, including RF communications and satellite technologies. Sapphire is an alumina-based crystal used in power electronics for its durability, high melting point, and excellent electrical insulating properties. These materials are ideal for harsh environments and applications that require a robust material that can sustain high temperatures and resist corrosion. Silicon remains one of the most crucial components of the semiconductor industry due to its well-established manufacturing ecosystem and excellent electrical properties, and it is predominant in lower-power and microelectronic applications. Silicon carbide is another wide-bandgap semiconductor material that provides superior thermal conductivity, higher temperature tolerance, and increased power efficiency compared to silicon. It is particularly advantageous in high-voltage and high-temperature applications.
Voltage: High voltage systems prioritize transmission efficiency over long distances, and high-power applications
High-voltage power electronics are critical in power transmission, industrial motors, and renewable energy systems. They are preferred in situations that demand high power efficiency and long-distance transmission. Deployments include high-voltage direct current(HVDC) power transmission systems and high-power converters for wind turbines. Low-voltage power electronics are devices that function at low voltages and are widely used in consumer electronics, automotive applications, and low-power control systems. Their preference stems from their affordability and suitability for low-power applications that require compact size and energy conservation. Medium voltage power electronics are essential in industrial drives, commercial electric vehicles, and photovoltaic inverters. These systems balance high power capacity and efficient energy use, making them suitable for industrial applications requiring high performance and energy efficiency.
Application: High demand for power electronics in the aerospace & defense sector
In the aerospace & defense sector, power electronics are integral for applications such as power generation, conversion systems, and electronic warfare. The need here emphasizes high reliability, durability in extreme conditions, and advanced thermal management solutions. The automotive industry pivots towards electric vehicles (EVs) and hybrid systems, placing power electronics at the forefront. These are used in powertrain systems, battery management, and charging infrastructure. Energy efficiency and compact design are preferred attributes. Consumer electronics include mobile devices, computers, and home appliances, where power electronics ensure user safety and energy savings and enhance product longevity. In information and communication technology (ICT), power electronics are pivotal in data centers, networking equipment, and communication devices. The focus here is on reliability, high power density, and energy efficiency. The industrial sector utilizes power electronics in motor drives, automation, power supplies, and renewable energy systems. Need-based preferences include robustness, scalability, and compatibility with various industrial environments. Electronics are vital for energy generation, transmission, and distribution within the power sector. This sector requires excellent thermal performance, high efficiency, and the ability to handle high power levels.
Regional Insights
The Americas has a significant power electronics market with a strong emphasis on technological advancements and high-quality products. The regional consumers show a growing interest in home automation and smart appliances, which drives the need for advanced power electronic solutions. The landscape is shaped by numerous governmental initiatives to promote energy efficiency and is supported by a robust investment atmosphere for technology start-ups and research endeavors. Stringent regulations regarding energy consumption and high environmental awareness among consumers characterize the European power electronics space. EU initiatives aim to make the European Union a climate-neutral region by driving innovation in green technology, including power electronics. The EU's focus on sustainability influences customer purchasing behavior towards efficient and long-lasting electronics. European countries have numerous power electronics companies engaged in high-level research and development. The Asia Pacific has a significant landscape in power electronics, largely driven by its substantial investments in renewable energy and electric vehicles (EVs). As part of its pollution reduction and energy security strategies, the government's support for EVs has catalyzed local market growth. The country's power electronics landscape is burgeoning due to the government's push for renewable energy and the rapid expansion of its industrial sector.
FPNV Positioning Matrix
The FPNV Positioning Matrix is pivotal in evaluating the Power Electronics Market. It offers a comprehensive assessment of vendors, examining key metrics related to Business Strategy and Product Satisfaction. This in-depth analysis empowers users to make well-informed decisions aligned with their requirements. Based on the evaluation, the vendors are then categorized into four distinct quadrants representing varying levels of success: Forefront (F), Pathfinder (P), Niche (N), or Vital (V).
Market Share Analysis
The Market Share Analysis is a comprehensive tool that provides an insightful and in-depth examination of the current state of vendors in the Power Electronics Market. By meticulously comparing and analyzing vendor contributions in terms of overall revenue, customer base, and other key metrics, we can offer companies a greater understanding of their performance and the challenges they face when competing for market share. Additionally, this analysis provides valuable insights into the competitive nature of the sector, including factors such as accumulation, fragmentation dominance, and amalgamation traits observed over the base year period studied. With this expanded level of detail, vendors can make more informed decisions and devise effective strategies to gain a competitive edge in the market.
Key Company Profiles
The report delves into recent significant developments in the Power Electronics Market, highlighting leading vendors and their innovative profiles. These include ABB Ltd., BorgWarner Inc., Delta Electronics, Inc., Fuji Electric Co., Ltd., Heraeus Group, imperix power electronics, Infineon Technologies AG, Liebherr-International Deutschland GmbH, Littelfuse, Inc., Maxim Integrated Products, Inc., Microchip Technology Inc., Mitsubishi Electric Corp., Murata Manufacturing Co., Ltd., Nordic Semiconductor, NXP Semiconductor N.V, ON Semiconductor Corp., Oztek Corporation, Proterial, Ltd., Qualcomm, Inc., Renesas Electronics Corp., Semikron Danfoss Elektronik GmbH & Co. KG, STMicroelectronics N.V., Texas Instruments, Inc., Toshiba Corporation, Vincotech, Vitesco Technologies, and ZF Friedrichshafen AG.
Market Segmentation & Coverage
1. Market Penetration: It presents comprehensive information on the market provided by key players.
2. Market Development: It delves deep into lucrative emerging markets and analyzes the penetration across mature market segments.
3. Market Diversification: It provides detailed information on new product launches, untapped geographic regions, recent developments, and investments.
4. Competitive Assessment & Intelligence: It conducts an exhaustive assessment of market shares, strategies, products, certifications, regulatory approvals, patent landscape, and manufacturing capabilities of the leading players.
5. Product Development & Innovation: It offers intelligent insights on future technologies, R&D activities, and breakthrough product developments.
1. What is the market size and forecast of the Power Electronics Market?
2. Which products, segments, applications, and areas should one consider investing in over the forecast period in the Power Electronics Market?
3. What are the technology trends and regulatory frameworks in the Power Electronics Market?
4. What is the market share of the leading vendors in the Power Electronics Market?
5. Which modes and strategic moves are suitable for entering the Power Electronics Market?