Fast 7 Prozent jährliches Wachstum

Leistungshalbleiterindustrie erhöht ihre Fertigungskapazitäten

13. Dezember 2021, 8:45 Uhr | Ralf Higgelke
Yole Développement, Status of the Power Module Packaging Industry
© Yole Développement

Geht es nach den Analysten von Yole Développement wird der Markt für Leistungshalbleiter bis 2026 jährlich um 6,9 Prozent auf 26 Milliarden US-Dollar wachsen. Um dies stemmen zu können, investieren die Hersteller massiv in Produktionskapazitäten.

Mit Status of the Power Electronics Industry hat Yole Développement einen neuen Bericht veröffentlicht, der den Zustand der Leistungselektronikbranche beleuchtet, insbesondere nach den Auswirkungen der Covid-19-Pandemie. »Der Markt für Leistungselektronik wird bis 2026 ein Niveau von 26 Milliarden US-Dollar erreichen, wobei sich das Wachstum von 6,9 Prozent pro Jahr aus verschiedenen Bereichen speist«, erklärt Dr. Ana Villamor, Team Lead Analyst für den Bereich Leistungselektronik bei Yole.

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Bis 2026 wird der Markt für Leistungshalbleiter jährlich um 6,9 Prozent auf 26,2 Mrd. US-Dollar wachsen, wobei die Power-Moduke gegenüber diskreten Leistungshalbleitern Marktanteile gewinnen werden.
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Dies liege nach ihrer Einschätzung vor allem daran, dass immer mehr elektronische Systeme benötigt würden und die Staaten und Unternehmen zunehmend auf grüne Stromerzeugung, mehr grüne Autos, mehr Ladestationen, mehr Energiespeicherung sowie Kohlenstoffneutralität zielten. Dieser Entwicklung tragen die Hersteller von Leistungshalbleiter insofern Rechnung, dass sie ihre Fertigungskapazitäten stark erhöhen – nicht nur durch neue Waferfabs, sondern auch durch eine Migration von 200-mm-Wafer (8 Zoll) auf 300-mm-Wafer (12 Zoll).

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Um ihre Fertigungskapazitäten zu erweitern, migrieren immer mehr Hersteller von Leistungshalbleitern auf größere Wafer-Durchmesser.
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Das Marktsegment für kleine Leistungen, das von diskreten Silizium-MOSFETs beherrscht wird, dürfte mit einer durchschnittlichen Wachstumsrate (CAGR) von 3,8 Prozent bis 2026 wachsen. Dieses Segment wird von der Unterhaltungselektronik, den Nebenaggregaten im Automobil und den industriellen Anwendungen mit geringer Leistung vorangetrieben. Unterhaltungselektronik macht einen großen Teil der Nachfrage nach Silizium-MOSFETs aus. Galliumnitrid (GaN) wird dort einen Anteil erobern, hauptsächlich bei Schnellladegeräten für Unterhaltungselektronik. Hilfssysteme für Kraftfahrzeuge sind ebenfalls eine nähere Betrachtung wert, da die Zahl der kleinen Hilfsaggregate erheblich zunimmt.

Gleichzeitig wächst der Markt für IGBT-Module mit voraussichtlich 7,8 Prozent pro Jahr im selben Zeitraum erheblich, maßgeblich vorangetrieben durch Elektrofahrzeuge und industrielle Anwendungen. Wie der Yole-Bericht zeigt, gibt es jedoch auch einen Markt für andere Anwendungen, wie z. B. Fotovoltaik, Windkraft und Batteriespeicher.

Nicht zuletzt verweisen die Analysten auf die große Anziehungskraft des Marktes für SiC-Technologien. Laut Yole dringen diskrete SiC-MOSFETs und -Module in erheblichem Umfang in Elektrofahrzeuge vor. Dieser Trend dürfte maßgeblich zu dem für 2026 erwarteten SiC-MOSFET-Markt in Höhe von 2,6 Milliarden US-Dollar beitragen. Elektrofahrzeuge und ihre hohen Qualitätsstandards sorgen auch für einen enormen Aufschwung auf dem Markt für das Packaging von Power-Modulen.

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Markt für Leistungshalbleiter, aufgeteilt nach Bauteiltypen
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Power-Module wachsen stärker als diskrete Leistungshalbleiter

Derzeit dominieren diskrete Bauelemente den Markt für Leistungshalbleiter. Der Anteil der Power-Module wird jedoch in den kommenden Jahren deutlich zunehmen.

»Mehrere Schlüsselaspekte prägen die Industrie für diskrete Bauelemente: eine große Auswahl an Produkten und Anbietern, die Verwendung von standardisierten Produkten und Technologien und niedrigere Kosten pro Bauelement«, stellt Amine Allouche, Technology & Cost Analyst, Power Electronics, bei System Plus Consulting, fest. »Um im Innovations- und Effizienzwettbewerb erfolgreich zu sein, sollten sich die Hersteller jedoch nicht nur auf den Halbleiter an sich verlassen. Bei der Suche nach der optimalen Konfiguration für die elektrische, thermische und mechanische Leistungsfähigkeit müssen sie sich auch mit der Zuverlässigkeit und den Kosten der Aufbau- und Verbindungstechnik auseinandersetzen. Diese Parameter sind in der Tat sehr wichtig. Das Packaging ist mehr als eine einfache Hülle, sondern es kann über den Erfolg oder Misserfolg eines Designs entscheiden und sollte daher an die spezifischen Chips angepasst sein und diese ergänzen, ohne deren Eigenschaften zu schmälern.«

Verschiedene Applikationstrends begünstigen sowohl diskrete Bauelemente als auch Module, was zu einem soliden Marktwachstum für diese beiden Segmente führt: IGBT- und SiC-Power-Module werden hauptsächlich in Anwendungen wie Elektromobilität, Windturbinen, Fotovoltaik, Batterie-Stromspeicher (BESS) und DC-Ladegeräte für Elektrofahrzeuge eingesetzt, vor allem aufgrund des Trends zu höheren Systemleistungen. Auf der anderen Seite finden diskrete Leistungskomponenten vor allem in Anwendungen mit geringem Strombedarf Verwendung, z. B. in kleinen Motorantrieben, Mikrowechselrichtern bzw. String-Wechselrichtern für PV-Anlagen in Wohngebäuden, Nebenaggregaten für Kraftfahrzeuge, DC-DC-Wandlern und On-Board-Ladegeräten in Elektrofahrzeugen usw.


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