Stratistics MRC에 따르면, 세계 반절연성 SiC 웨이퍼 시장은 2023년 5억 2,200만 달러 규모이며, 예측 기간 동안 21.3%의 CAGR로 성장하여 2030년에는 20억 1,700만 달러에 달할 것으로 예상됩니다.
실리콘과 탄소로 구성된 반도체 재료를 SiC 웨이퍼라고 하는데, SiC 웨이퍼는 고온 내성, 반도체, 절연 및 열 관리 재료로 알려져 있습니다. 반절연성 SiC 웨이퍼는 전기 전도성을 완화하고 신호 간섭을 최소화할 수 있기 때문에 고주파(RF) 및 전력 증폭기와 같은 고주파 및 고출력 전자기기 제조에 중요한 역할을 합니다.
중국자동차공업협회가 발표한 조사에 따르면 SiC에 대한 투자는 중국의 전기차 생산과 큰 상관관계가 있으며, 전기차 생산량이 증가함에 따라 증가할 것으로 보입니다.
고주파 전자제품에 대한 수요 증가
통신 및 무선 통신 시스템 등 첨단 기술에 대한 의존도가 높아지는 산업계에서는 더 높은 주파수에서 작동하는 전자기기에 대한 수요가 급증하고 있습니다. 반절연성 SiC 웨이퍼는 신호 간섭을 줄이고 전체 디바이스 성능을 향상시키는 고유한 반절연 특성으로 인해 증폭기 및 트랜지스터와 같은 무선 주파수(RF) 부품 제조에 매우 중요한 역할을 하고 있습니다. 또한, 5G 네트워크의 확산과 통신 기술의 지속적인 발전으로 인해 SiC 웨이퍼에 대한 수요가 급증하고 있습니다.
높은 제조 비용
웨이퍼 제조에는 고도의 공정이 필요하고 고순도 원재료가 필요하기 때문에 제조 비용이 높습니다. 정밀한 결정 성장과 엄격한 품질 관리 조치를 포함한 제조의 복잡성은 SiC 웨이퍼 제조의 총 비용을 증가시키고 있습니다. 그 결과, 시장에서는 SiC 웨이퍼의 경쟁력 있는 가격 책정에 어려움을 겪고 있으며, 이는 산업 전반의 보급에 영향을 미치고 있습니다. 그러나 SiC 웨이퍼 제조에 필요한 첨단 장비와 기술에 대한 높은 초기 투자 비용도 비용 장벽을 더욱 높이고 있습니다.
전기차의 전 세계 확대
자동차 산업이 전동화로 전환함에 따라 첨단 파워 일렉트로닉스에 대한 수요가 증가하고 있으며, SiC 웨이퍼는 전기자동차의 파워 일렉트로닉스 부품의 효율과 성능을 향상시키는 데 중요한 역할을 하고 있습니다. SiC 웨이퍼의 고유한 특성인 고온 내성 및 향상된 파워 핸들링 능력은 보다 에너지 효율적이고 컴팩트한 전기 구동계 개발에 기여하고 있습니다. 전 세계적으로 전기자동차의 보급이 증가함에 따라 SiC 기반 파워일렉트로닉스에 대한 수요가 증가하고 있으며, 이에 따라 웨이퍼에 대한 수요도 증가하고 있습니다.
다른 반도체 재료와의 경쟁
SiC 웨이퍼는 고온 저항 및 향상된 재료 처리 능력과 같은 고유 한 이점을 제공하지만 실리콘 및 갈륨 비소와 같은 기존 재료와의 경쟁에 직면하고 있습니다. 특히 실리콘은 반도체 산업에서 오랜 기간 동안 존재감을 보여 왔으며, 잘 확립된 제조 공정과 저렴한 비용으로 인해 특정 응용 분야에 선호되는 선택이 될 수 있습니다. 높은 전자 이동도로 유명한 갈륨 비소는 특정 틈새 시장에서 경쟁하고 있으며, SiC 웨이퍼의 과제는 기존 재료에서 더 우수하지만 더 새로운 대체 재료로 전환하도록 업계를 설득하는 데 있습니다.
세계 공급망의 혼란, 제조 시설의 일시적 가동 중단, 경제 불확실성은 SiC 웨이퍼의 생산과 유통에 큰 영향을 미쳤습니다. 반도체 업계는 인력 부족, 물류 제약, 프로젝트 일정 지연으로 인해 수요를 충족시키는 데 어려움을 겪었습니다. 그러나 COVID-19로 인한 경기 침체도 다양한 분야의 투자 및 프로젝트 둔화로 이어져 SiC 웨이퍼 수요에 영향을 미쳤습니다.
예측 기간 동안 6인치 SiC 웨이퍼 부문이 가장 클 것으로 예상
예측 기간 동안 6인치 SiC 웨이퍼 부문이 가장 큰 비중을 차지할 것으로 예상됩니다. 웨이퍼의 직경이 커지면 반도체 소자 제조를 위한 표면적이 커져 웨이퍼 한 장당 더 많은 전자부품을 생산할 수 있어 제조 효율이 향상됩니다. 이는 비용 절감과 규모의 경제로 이어져 6인치 SiC 웨이퍼를 대량 생산에 점점 더 매력적으로 만들고 있습니다. 또한, 웨이퍼 크기의 대형화는 업계의 웨이퍼 대형화 추세와 일치하며, 기존 반도체 제조 장비 및 공정과의 호환성을 촉진합니다.
예측 기간 동안 가장 높은 CAGR을 기록할 것으로 예상되는 분야는 무선 인프라 분야
무선 인프라 분야는 예측 기간 동안 가장 높은 CAGR을 보일 것으로 예상됩니다. SiC 웨이퍼는 우수한 전기적 특성과 높은 주파수에서 효율적으로 작동하는 능력으로 유명하며, 무선 인프라 내 전력 증폭기 및 송수신기와 같은 무선 주파수(RF) 부품 제조에 필수적인 것으로 알려져 있습니다. 무선 인프라 내 전력 증폭기 및 트랜시버와 같은 무선 주파수(RF) 부품 제조에 필수적입니다. 또한, 신호 간섭 감소 및 전력 처리 능력 향상과 같은 SiC 고유의 장점은 신뢰할 수 있는 고성능 무선 통신 시스템 개발에 필수적인 요소로 작용합니다.
첨단 전력 장치와 하이엔드 가젯을 저렴한 가격으로 채택하면서 아시아태평양 전체에서 전자 제품 소비가 증가하여 예측 기간 동안 가장 큰 점유율을 차지했습니다. 국내 주요 통신사들의 5G 인프라 구축은 SiC 웨이퍼 산업의 성장에 기여하고 있습니다. 또한, 국내 자동차의 전동화 추세에 따라 반절연성 SiC 웨이퍼에 대한 수요가 증가하고 있습니다.
유럽 지역은 파워 일렉트로닉스의 사용 증가와 재생에너지로의 전환이 증가함에 따라 예측 기간 동안 빠른 속도로 성장하고 있습니다. 반절연성 SiC 웨이퍼 시장의 성장은 독일을 비롯한 유럽 국가들의 자동차 부문 시장 개척에 힘입어 성장하고 있습니다. 또한, 재료의 품질, 확장성 및 비용 효율성을 향상시키기 위한 반절연성 SiC 웨이퍼 제조 공정의 지속적인 발전은 이 지역의 시장 성장을 촉진하는 요인으로 작용하고 있습니다.
According to Stratistics MRC, the Global Semi-Insulating Silicon Carbide Wafer Market is accounted for $522 million in 2023 and is expected to reach $2,017 million by 2030 growing at a CAGR of 21.3% during the forecast period. A semiconductor material composed of silicon and carbon is referred to as a SiC wafer. SiC wafers are known for their high-temperature resistance, semiconductors, insulation, and thermal management materials. Semi-Insulating Silicon Carbide Wafer play a crucial role in the fabrication of high-frequency and high-power electronic devices, such as radio frequency (RF) and power amplifiers, due to their ability to mitigate electrical conductivity and minimize signal interference.
According to a study published by the China Association of Automobile Manufacturers; SiC investments are largely correlated with China's EV production, and they increase with the increase in EV production.
Growing demand for high-frequency electronics
As industries increasingly rely on advanced technologies, particularly in telecommunications and wireless communication systems, there is a surge in the need for electronic devices capable of operating at higher frequencies. Semi-insulating SiC wafers play a pivotal role in the fabrication of radio frequency (RF) components, such as amplifiers and transistors, due to their unique semi-insulating properties that reduce signal interference and enhance overall device performance. Furthermore, with the ongoing deployment of 5G networks and the continuous evolution of communication technologies, the demand for SiC wafers rises sharply.
High manufacturing costs
The production of these wafers involves sophisticated processes and requires high-purity raw materials, contributing to elevated manufacturing expenses. The complexity of manufacturing, which includes precise crystal growth and stringent quality control measures, adds to the overall cost of SiC wafer production. As a result, the market faces challenges in offering competitive pricing for these wafers, impacting their broader adoption across industries. However, the high initial investment required for the advanced equipment and technologies involved in SiC wafer fabrication further contributes to the cost barrier.
Global expansion of electric vehicles
As the automotive industry undergoes a transformative shift towards electrification, the demand for advanced power electronics is on the rise. SiC wafers play a crucial role in enhancing the efficiency and performance of power electronics components in EVs. With their unique properties, including high-temperature tolerance and improved power handling capabilities, SiC wafers contribute to the development of more energy-efficient and compact electric drivetrains. The increasing adoption of electric vehicles worldwide amplifies the need for SiC-based power electronics, leading to a higher demand for these wafers.
Competition from other semiconductor materials
While SiC wafers offer unique advantages such as high-temperature tolerance and improved power handling capabilities, they face competition from established materials like silicon and gallium arsenide. Silicon, in particular, has a long-standing presence in the semiconductor industry, and its well-established manufacturing processes and lower costs can make it a preferred choice for certain applications. Gallium arsenide, known for its high electron mobility, competes in specific niche markets. The challenge for SiC wafers lies in convincing industries to transition from traditional materials to newer, albeit superior, alternatives.
The global disruptions in supply chains, temporary shutdowns of manufacturing facilities, and economic uncertainties significantly affected the production and distribution of SiC wafers. The semiconductor industry faced challenges in meeting demand as a result of workforce shortages, logistics constraints, and delays in project timelines. However, the pandemic-induced economic downturn also led to a slowdown in investments and projects across various sectors, influencing the demand for SiC wafers.
The 6 Inch SiC Wafer segment is expected to be the largest during the forecast period
The Wireless Infrastructure segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
Wireless Infrastructure segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period. With the global expansion of wireless communication technologies, particularly the deployment of 5G networks, there is an escalating demand for high-frequency electronic components. SiC wafers, known for their superior electrical properties and ability to operate efficiently at elevated frequencies, are essential in the fabrication of radio frequency (RF) components such as power amplifiers and transceivers within wireless infrastructure. Furthermore, the inherent benefits of SiC, including reduced signal interference and enhanced power handling capabilities, make these wafers indispensable for the development of reliable and high-performance wireless communication systems.
The adoption of high-tech power devices and high-end gadgets at lower prices has increased the consumption of electronics products throughout the Asia Pacific region, which held the largest share over the projection period. The development of a 5G infrastructure network by major telecom companies in the nation is contributing to the growth of the SiC wafer industry. Furthermore, as more automobiles in the nation become electrified, there is a greater need for semi-insulating silicon carbide wafer.
Europe region is growing at a rapid pace over the extrapolated period, due to the increased use of power electronics and the increasing shift towards renewable energy sources. The growth of the semi-insulating silicon carbide wafer market is being assisted and encouraged by the developments in the automotive sector in European nations such as Germany. Furthermore, ongoing advancements in the manufacturing processes of semi-insulating SiC wafers, aimed at improving material quality, scalability, and cost-effectiveness, act as drivers for market growth in the region.
Key players in the market
Some of the key players in Semi-Insulating Silicon Carbide Wafer market include Belden Inc, CETC Solar Energy Holdings Co., Ltd, Datwyler Holding Inc, GM Plast A/S, Prysmian Group, ROHM CO., LTD, SK siltron Co. Ltd, STMicroelectronics and TankeBlue CO., LTD.
In May 2022, Rhombus Energy Solutions, a EV charging and power conversion technology company, announced that Wolfspeed is supplying SiC technology to improve the efficiency, power density and quicker charging time of their products
In March 2022, Showa Denko starts mass production of a 6-inch diameter silicon carbide single crystal wafer which will improve downsizing and energy efficiency of a power module.
In March 2022, SK Siltron to Invest KRW1tr to Expand Wafer Production Facilities. The company announced that it has decided to invest 1.05 trillion won over the next three years to expand its facilities for 300 mm wafers, which are located in Gumi National Industrial Complex 3.