Schwerpunkte

Der Markt für Leistungshalbleiter

Vom Jahr der Erholung zu einem der Knappheit

11. Februar 2021, 09:44 Uhr   |  Von Richard Eden, Senior Principal Analyst, und Kevin Anderson, Practice Lead – Power, Automotive und Industrial Semiconductors, beide bei Omdia


Fortsetzung des Artikels von Teil 1 .

...Durchbruch von GaN-Ladegeräten im Aftermarket

Im Bereich der Unterhaltungselektronik verzeichneten Wearables und medizinische Geräte ein gutes Wachstum, da das Thema Gesundheit weltweit an Bedeutung gewann. Auch die zunehmende Nutzung der Telemedizin durch Ärzte trug zu diesem Trend bei. Andere Endprodukte, die ebenfalls wuchsen, waren intelligente Lautsprecher und digitale Assistenten, da die Menschen mehr auf Online-Videokonnektivität setzten, um mit Familie und Freunden in Kontakt zu bleiben. Auf der anderen Seite gingen die Auslieferungen von Fernsehgeräten aufgrund von Werksschließungen, Teilemangel und Verzögerungen beim Kauf von Großgeräten zurück, da das durchschnittliche Haushaltseinkommen sank und das Verbrauchervertrauen zurückging. Im Jahr 2020 erlebte der Verbrauchersektor den Durchbruch von GaN-Ladegeräten im Aftermarket. Dabei handelte es sich hauptsächlich um Adapter mit geringer Leistung zum Laden von Mobiltelefonen. In Summe erwarten wir für Leistungshalbleiter für das Verbrauchersegment im Jahr 2020 eine Seitwärtsbewegung.

Industrie-Anwendungen

Im großen und vielfältigen Industriesegment war der Markt vorhersehbar gemischt. So wuchsen die Lieferungen von medizinischen Geräten für den Pandemiebedarf im Laufe des Jahres schnell, während die Lieferungen für das Militär und die Luft- und Raumfahrt zurückgingen. Strom- und Energiesegment verzeichneten ein moderates Wachstum, da der Strombedarf von Rechenzentren stieg, während die Installationen für alternative Energien aufgrund der niedrigen Ölpreise etwas zurückgingen. Die allgemeine Verlangsamung der wirtschaftlichen Aktivität wirkte sich auch auf den Fertigungssektor aus, etwa bei Investitionen in neue Fabriken. Bei Leistungshalbleitern für industrielle Anwendungen erwarten wir deshalb für 2020 einen leichten Rückgang um 2Prozent. Er würde damit geringer ausfallen als 2019 (-6Prozent).

Technologische Entwicklung

Nach einem langsamen Start beginnt die Leistungshalbleiterindustrie nun, die Vorteile im Hinblick auf Leistung und Kosten von Materialien mit breiter Bandlücke wie Galliumnitrid (GaN) und Siliziumkarbid (SiC) stark zu nutzen. SiC- und GaN-Leistungshalbleiter bieten einen Weg zu einer verbesserten Effizienz in Stromversorgungen in industriellen Umgebungen und ergänzen gleichzeitig die Expansion des Segments der erneuerbaren Energien. Im Jahr 2020 fanden GaN-Ladegeräte und -adapter Platz bei vielen der beliebten OEM-Marken für Smartphones, Laptops und andere Geräte. Das gilt auch für Ladegeräte, die höhere (100 W und mehr) und schnellere Ladeleistungen bieten. Dieser Trend wird sich voraussichtlich 2021 fortsetzen.

Kevin Anderson IHS
© IHS Markit

Kevin Anderson, Omdia: »Bei der Bewältigung der Themen Reichweite, Effizienz, Batterietechnologie und Senkung der Fahrzeugkosten wird der GaN-Technologie in Zukunft eine entscheidende Rolle zukommen.«

Omdia sieht zudem einen Trend zu mehr monolithischer Integration von Funktionen in SiC- und GaN-basierten Leistungsbauelementen, was dazu beiträgt, dass Schaltungen mit weniger externen Komponenten hergestellt werden können, weniger Platz benötigen und weniger Zeit für das Design benötigt wird. Dies wird zu effizienteren Designs mit hoher Leistungsdichte führen. Im letzten Jahr wurden die weltweit ersten SiC-IPMs vorgestellt: Intelligente Leistungsmodule mit SiC-MOSFET-Leistungstransistoren mit integrierten Gate-Treibern, Temperatur- und Strommessung sowie Drehzahlregelung in einem Gehäuse.

Wichtige Themen für die Wide-Bandgap-Materialien werden 2021 die Elektrifizierung von Fahrzeugen und die 5G-Kommunikation sein. Obwohl SiC-Bauteile in Elektrofahrzeugen bereits etabliert sind, bieten sie viele neue Möglichkeiten für GaN-Hochleistungsprodukte. 5G beginnt auch, den Markt für drahtlose Kommunikation zu durchdringen, und zwar nicht nur bei der Stromversorgung von Basisstationen, sondern auch bei der Realisierung lokaler, kleiner Zellinstallationen, die ebenfalls effiziente Stromversorgungssysteme erfordern.

Entscheidende Marktfaktoren 2021

Mit Blick auf das Jahr 2021 prognostiziert Omdia eine Erholung der Umsätze mit Leistungshalbleitern, da sich die Welt von den schlimmsten Auswirkungen der Pandemie erholt. Herausragende Märkte werden in den Bereichen Automotive, drahtlose Handgeräte, Laptops und Notebooks, Wearables und medizinische Elektronik erwartet. Trotz der Dauer und des Umfangs der Pandemie wird die Digitalisierung und damit die Nutzung digitaler Technologien für viele Aktivitäten sich weiter intensivieren, wovon elektronische Geräte profitieren werden. Ein Makrotrend, den es 2021 zu beobachten gilt, ist die Frage, wie schnell Impfstoffe und Medikamente zur Behandlung der Pandemie das Virus eindämmen und die derzeit ins Stocken geratenen Bereiche des Handels wieder öffnen können. Ein zweiter ist die Auswirkung der Biden-Administration auf den globalen Handel, die bisher nur wenige Hinweise auf ihren Ansatz für die Beziehungen zu China gegeben hat.
Ein dritter ist der Status der Lagerbestände. Viele chinesische Unternehmen haben ihre Lagerbestände in der zweiten Hälfte des Jahres 2020 als Puffer gegen weitere Handelsbeschränkungen aufgebaut. Änderungen in den Handelsbeziehungen werden sich darauf auswirken, zu welchem Zeitpunkt diese Bestände aufgebraucht werden. Schließlich laufen die meisten Foundries derzeit an der Kapazitätsgrenze für 200-mm- und darunter liegende Technologien, mit wenig Möglichkeiten, zusätzliche Kapazitäten zu schaffen. Längerfristig könnten großvolumige Geräte auf 300 mm umgestellt werden, aber die Kapazitätsgrenzen könnten weiterhin die Auslieferungen für Produkte mit hoher Nachfrage bremsen.

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