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Markt für IGBTs wächst auch weiterhin stark

Elektromobilität
© Infineon

Selbst wenn Siliziumkarbid den IGBTs Konkurrenz macht, auch der IGBT-Markt dürfte sich weiter signifikant vergrößern, getrieben vor allem von der Elektromobilität. Zu diesem Ergebnis kommen die Marktforscher von Yole Développement. Dies wirkt sich auch tiefgreifend auf die Lieferkette aus.

Silizium-IGBTs sind und bleiben Schlüsselkomponenten für zahlreiche Anwendungen der Leistungselektronik. Daher erwarten die Marktforscher von Yole Développement laut ihrem gerade erschienenen Report »IGBT Market & Technology Trends«, dass dieser Markt jährlich um 7,5 Prozent auf 8,4 Milliarden US-Dollar im Jahr 2026 steigen werde, getrieben vor allem von der Elektromobilität. Auf die Power-Module entfallen nach dem Bericht 81 Prozent des Gesamtmarktes, mehr als 80 Prozent des Marktes bis 2026 werden sich auf die Nennspannungsbereiche 600 V bis 1200 V konzentrieren.

Relevante Anbieter

Yole Développement, IGBT
Bis zum Jahr 2026 wird sich der Markt für IGBTs pro Jahr um 7,5 Prozent auf 8,4 Milliarden US-Dollar entwickeln, wobei Elektromobilität das am stärksten wachsende Segment ist.
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Waren im Jahr 2020 die größten Marktsegmente industrielle Anwendungen und Haushaltsgeräte, folgten knapp dahinter Elektro- und Hybridfahrzeuge mit einem Marktvolumen von 509 Mio. US-Dollar. Allerdings soll dieser Bereich zwischen 2020 und 2026 mit einer jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 23 Prozent wachsen. Befeuert wird dieser Trend durch die Ziele der Regierungen, die CO2-Emissionen zu reduzieren im Allgemeinen sowie im Besonderen durch die Aktionspläne von US-Präsident Biden sowie des Green Deal der EU, der vorsieht, dass alle in Europa neu zugelassenen Fahrzeuge ab 2035 emissionsfrei sein müssen. Daher könnte sich der Anteil der Elektro- und Hybridfahrzeuge bis 2026 mehr als verdoppeln.

»Die Ladeinfrastruktur hängt ebenfalls von staatlichen Entscheidungen ab, da der Einsatz von Ladestationen entscheidend für die weitere Verbreitung von Elektrofahrzeugen ist«, erklärt Abdoulaye Ly, Technology & Market Analyst, Electronic Power Systems bei Yole. »Obwohl die Ladeinfrastruktur noch ein kleiner Markt für IGBTs ist, dürfte er in den kommenden fünf Jahren um mehr als 300 Prozent wachsen.«

IGBT Market & Technology Trends

Yole Développement, IGBT
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Lieferkette im Umbruch begriffen

Außerdem haben die Analysten von Yole die IGBT-Lieferkette und ihre Entwicklung eingehend analysiert. Auch wenn sich die Rangfolge der führenden Anbieter kaum geändert hat, verändert sich die Lieferkette stark. Die schnell wachsende Nachfrage nach IGBTs fördert Fusionen und Übernahmen, vor allem weil die Akteure versuchen, sich auf dem Markt bestmöglich zu positionieren. Ziel ist es eindeutig, auf die Marktentwicklung zu reagieren, insbesondere auf die zunehmende Bedeutung des Segments Elektro- und Hybridfahrzeuge. Viele IGBT-Anbieter sind vertikal integriert, insbesondere bei der Bauelementefertigung und dem Packaging.

»Unternehmen wie Infineon, Fuji Electric, Mitsubishi Electric, Hitachi ABB, onsemi und Toshiba engagieren sich bereits seit vielen Jahren im Bereich IGBTs und haben zahlreiche Produkte zur Marktreife gebracht«, kommentiert Milan Rosina, Principal Analyst bei Yole. Er ergänzt: »Wichtig ist es jedoch, den Aufstieg der chinesischen IGBT-Anbieter im Auge zu behalten, da diese bei der Entwicklung, Fertigung und Produktionskapazität schnell aufholen.«

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So stellt sich derzeit die Lieferkette im Bereich IGBTs dar.
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Da die Fertigungskapazitäten auf 200-mm-Wafern für Leistungsbauelemente bereits gut ausgelastet sind, bietet der Umstieg auf 300-mm-Wafer höhere Fertigungskapazitäten, um den Anforderungen des weiter wachsenden IGBT-Marktes gerecht zu werden.

Deshalb verwundert es nicht, dass alle großen Akteure angekündigt haben, in den nächsten zehn Jahren in den Ausbau ihrer Fertigungskapazitäten besonders im IGBT-Bereich investieren. Denn durch den Übergang auf 300-mm-Wafer ergeben sich bessere Kostenstrukturen, um dem verschärften Wettbewerb mit chinesischen Herstellern gewachsen zu sein. Es gibt jedoch mehrere chinesische Unternehmen, die ebenfalls auf 300 mm migrieren, indem sie ihre eigenen Fabs wie HHGrace und CanSemi ausbauen oder ausländische Unternehmen übernehmen.

Neben der Migration auf 300-mm-Wafer und rechnen die Analysten auf Wafer-Ebene mit einer Verlagerung auf MCZ-Siliziummaterial (Magnetic Czochralski). Beim Packaging von IGBTs geht es um hohe Zuverlässigkeit, niedrigere Kosten und niederinduktive elektrische Verbindungen. Von der stark voranschreitenden Entwicklung von SiC-Gehäusen könnten auch IGBTs profitieren.              

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Die IGBT-Technologie wird sich in immer mehr »Geschmacksrichtungen« auffächern.
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IGBTs in immer neuen »Geschmacksrichtungen«

Der Bericht der Analysten von Yole zeigt auch, dass sich die IGBT-Technologie in immer mehr »Geschmacksrichtungen« auffächert. Eher noch von 2025 marktreif sollen demnach neue Hochspannungs-Bauteilstrukturen bei Hitachi/ABB und Dynex sein, Infineon und Mitsubishi arbeiten an einer Trench-Field-Stop- bzw. an einer CSTB-Technologie mit Split-Gate.

Um 2025 herum könnten laut Yole P-Ring-Schottky-, Superjunction- und hochspannungsfeste Reverse-Conducting-IGBTs vorgestellt werden. Nach 2030 könnten dann IGBTs aus Siliziumkarbid erscheinen. Daran forschen etwa Cree/Wolfspeed und das AIST in Japan.


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