Globaler Marktbericht zu Größe, Anteil und Trends von Verbindungshalbleitern – Branchenüberblick und Prognose bis 2032

Marktgröße für Verbindungshalbleiter

• Der globale Markt für Verbindungshalbleiter wurde im Jahr 2024 auf 40,86 Milliarden US-Dollar geschätzt  und dürfte  bis 2032 einen Wert von 66,12 Milliarden US-Dollar erreichen , was einer jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 6,20 % im Prognosezeitraum entspricht.
• Das Marktwachstum wird maßgeblich durch die steigende Nachfrage nach leistungsstarken elektronischen Komponenten in Anwendungsbereichen wie Unterhaltungselektronik, Automobilbau und Telekommunikation, insbesondere in den Bereichen 5G und Elektrofahrzeugtechnologien (EV), vorangetrieben.
• Darüber hinaus tragen Fortschritte in der Leistungselektronik, der zunehmende Einsatz in erneuerbaren Energiesystemen und die steigende Nachfrage nach optoelektronischen Geräten weiter zur Marktexpansion bei.

Marktanalyse für Verbindungshalbleiter

• Verbindungshalbleiter, zu denen Materialien wie Galliumnitrid (GaN), Galliumarsenid (GaAs), Siliziumkarbid (SiC) und Indiumphosphid (InP) gehören, gewinnen aufgrund ihrer überlegenen Eigenschaften, darunter hohe Elektronenbeweglichkeit, Wärmeleitfähigkeit und Frequenzleistung, an Bedeutung.
• Der Markt erlebt ein schnelles Wachstum in Segmenten wie Hochfrequenzkommunikation (RF), Leistungselektronik und Photonik, wo herkömmliche Halbleiter auf Siliziumbasis nicht ausreichen.
• Nordamerika dominierte den Markt für Verbindungshalbleiter mit dem größten Umsatzanteil von 38,2 % im Jahr 2024, angetrieben durch die starke Nachfrage aus den Bereichen Automobil, Verteidigung und Telekommunikation
• Der asiatisch-pazifische Raum wird voraussichtlich die höchste Wachstumsrate auf dem globalen Markt für Verbindungshalbleiter verzeichnen, angetrieben durch die großflächige Einführung von Smartphones, Elektrofahrzeugen und erneuerbaren Energiesystemen in Ländern wie China, Japan, Südkorea und Indien.
• Das Segment der III-V-Verbindungshalbleiter erzielte 2024 den größten Marktanteil. Grund dafür sind ihre hohe Elektronenbeweglichkeit und ihre direkten Bandlückeneigenschaften, die sie ideal für Hochgeschwindigkeits- und optoelektronische Anwendungen machen. Diese Materialien, wie Galliumarsenid und Indiumphosphid, werden häufig in Hochfrequenzgeräten, LEDs und Photovoltaikzellen eingesetzt. Ihre Effizienz bei Hochfrequenz- und Hochleistungsbedingungen trägt maßgeblich zu ihrer Nachfrage in der Telekommunikations- und Luft- und Raumfahrtindustrie bei.

Berichtsumfang und Marktsegmentierung für Verbindungshalbleiter 

Markttrends für Verbindungshalbleiter

„Steigende Nachfrage nach Galliumnitrid (GaN) und Siliziumkarbid (SiC) in der Leistungselektronik“

• Verbindungshalbleiter wie Galliumnitrid (GaN) und Siliziumkarbid (SiC) werden aufgrund ihrer höheren Effizienz und Leistung im Vergleich zu herkömmlichem Silizium zunehmend in der Leistungselektronik eingesetzt, insbesondere in Hochspannungs- und Hochfrequenzumgebungen.
• Die zunehmende Verbreitung von Elektrofahrzeugen hat die Nachfrage nach SiC- und GaN-Komponenten deutlich beschleunigt, da die Automobilhersteller nach Lösungen suchen, die den Energieverlust reduzieren und die Gesamtzuverlässigkeit des Systems verbessern.
• Diese Materialien erleichtern auch die Miniaturisierung elektronischer Geräte, indem sie kompakte, leichte und thermisch stabile Designs ermöglichen, die besonders in der Unterhaltungselektronik und Telekommunikationshardware nützlich sind.
• Erneuerbare Energien, darunter Solar- und Windenergie, integrieren Verbindungshalbleiter in Stromumwandlungssysteme, um die Netzeffizienz zu verbessern und die Wartungskosten zu senken.
• Tesla hat beispielsweise SiC-basierte Wechselrichter in sein Modell 3 integriert, um die Energieeffizienz zu verbessern, die Wärmeentwicklung zu reduzieren und die Reichweite des Fahrzeugs zu erhöhen.

Marktdynamik für Verbindungshalbleiter

Treiber

„Ausbau der 5G-Infrastruktur und Hochfrequenzanwendungen“

• Verbindungshalbleiter sind ein Schlüsselfaktor für 5G-Netzwerke, da sie die Hochfrequenzleistung bieten, die für Leistungsverstärker und Antennenmodule in Basisstationen und Mobilgeräten erforderlich ist.
• Das Wachstum des IoT und vernetzter Geräte erhöht die Nachfrage nach Kommunikationssystemen mit geringer Latenz und hoher Bandbreite, die für eine schnelle und zuverlässige Signalübertragung auf Verbindungshalbleiter angewiesen sind.
• Regierungen in Ländern wie den USA, China und Südkorea investieren massiv in die 5G-Infrastruktur und erzeugen damit einen positiven Welleneffekt für Halbleitermaterialien, die die HF- und Millimeterwellenanforderungen erfüllen.
• Verbindungshalbleiter unterstützen auch Satellitenkommunikations- und Radarsysteme, da sie eine höhere Durchbruchspannung und Temperaturtoleranz als herkömmliche Siliziumkomponenten bieten.
• Beispielsweise werden GaN-basierte HF-Komponenten in 5G-Basisstationen eingesetzt, um eine bessere Leistung bei geringerem Energieverbrauch zu erzielen

Einschränkung/Herausforderung

„Hohe Materialkosten und komplexe Fertigungsprozesse“

• Die Kosten für die Herstellung von Verbindungshalbleitern sind aufgrund teurer Rohstoffe und spezieller Herstellungsverfahren nach wie vor deutlich höher als die von herkömmlichem Silizium
• Die Zerbrechlichkeit der Wafer und die Notwendigkeit präzisen Schneidens, Polierens und Verpackens tragen zu niedrigen Fertigungserträgen und höheren Gesamtfehlerraten bei der Herstellung von Verbindungshalbleitern bei.
• Weltweit gibt es nur eine begrenzte Anzahl von Fertigungsanlagen, die GaN-, SiC- oder InP-Wafer verarbeiten können, was zu Lieferengpässen und langen Vorlaufzeiten für die Hersteller führt.
• Kleine und mittlere Unternehmen haben oft Schwierigkeiten, in den Markt für Verbindungshalbleiter einzusteigen, da für die Produktion hohe Kapitalinvestitionen und technisches Know-how erforderlich sind.
• Beispielsweise erhöht die spröde Beschaffenheit von SiC-Wafern das Risiko von Schäden bei der Handhabung und Verarbeitung, was die Produktionskosten und die Komplexität erhöht.

Marktumfang für Verbindungshalbleiter

Der Markt ist nach Typ, Produkt, Abscheidungstechnologie und Anwendung segmentiert.

• Nach Typ

Der Markt für Verbindungshalbleiter ist nach Typ in III-V-Verbindungshalbleiter, II-VI-Verbindungshalbleiter, Saphir, IV-IV-Verbindungshalbleiter und weitere unterteilt. Das Segment der III-V-Verbindungshalbleiter erzielte 2024 den größten Marktanteil, was auf ihre hohe Elektronenbeweglichkeit und ihre direkten Bandlückeneigenschaften zurückzuführen ist, die sie ideal für Hochgeschwindigkeits- und optoelektronische Anwendungen machen. Diese Materialien, wie Galliumarsenid und Indiumphosphid, werden häufig in Hochfrequenzgeräten, LEDs und Photovoltaikzellen eingesetzt. Ihre Effizienz bei Hochfrequenz- und Hochleistungsbedingungen trägt maßgeblich zu ihrer Nachfrage in der Telekommunikations- und Luft- und Raumfahrtindustrie bei.

Das Saphirsegment wird voraussichtlich von 2025 bis 2032 das schnellste Wachstum verzeichnen, angetrieben durch seine zunehmende Verwendung als Substrat in der LED-Produktion und seine außergewöhnliche thermische Stabilität. Seine Langlebigkeit, hohe optische Transparenz und Kompatibilität mit Galliumnitrid (GaN) machen Saphir zu einem idealen Werkstoff für Displays und optische Komponenten in der Unterhaltungselektronik und in Verteidigungssystemen.

• Nach Produkt

Der Markt ist produktbezogen in LED, Optoelektronik, HF-Geräte und Leistungselektronik segmentiert. Das LED-Segment hatte 2024 den größten Marktanteil, unterstützt durch die steigende Nachfrage nach energieeffizienter Beleuchtung, Display-Hintergrundbeleuchtung und Fahrzeugbeleuchtung. LEDs auf Basis von Verbindungshalbleitern bieten eine längere Lebensdauer, höhere Helligkeit und einen geringeren Energieverbrauch und tragen so zu einer breiten Akzeptanz sowohl im gewerblichen als auch im privaten Bereich bei.

Das Segment der HF-Geräte wird voraussichtlich von 2025 bis 2032 die höchste Wachstumsrate verzeichnen, angetrieben durch die zunehmende Nutzung in 5G-Basisstationen, der Satellitenkommunikation und in Verteidigungsanwendungen. Die Fähigkeit von Verbindungshalbleitern, bei hohen Frequenzen mit minimalem Signalverlust zu arbeiten, macht HF-Geräte zu einer wichtigen Komponente moderner Kommunikationsinfrastruktur.

• Durch Abscheidungstechnologien

Basierend auf den Abscheidungstechnologien ist der Markt in chemische Gasphasenabscheidung (CVD), Molekularstrahlepitaxie, Hydrid-Gasphasenepitaxie (HVPE), Ammonothermie, Flüssigphasenepitaxie, Atomlagenabscheidung (ALD) und weitere Verfahren segmentiert. Das CVD-Segment dominierte den Markt im Jahr 2024 aufgrund seiner weit verbreiteten Verwendung in der großtechnischen, hochreinen Halbleiterproduktion. CVD-Prozesse ermöglichen eine präzise Steuerung der Materialdicke und -gleichmäßigkeit und eignen sich daher für die Herstellung leistungsstarker optoelektronischer und leistungsfähiger Bauelemente.

Das Segment der Molekularstrahlepitaxie wird voraussichtlich von 2025 bis 2032 das schnellste Wachstum verzeichnen. Dies ist auf die Fähigkeit zurückzuführen, ultrareine und hochkontrollierte Kristallstrukturen für die Spitzenforschung und Hochgeschwindigkeitselektronik herzustellen. Präzision und Anpassungsfähigkeit der Technologie unterstützen die wachsende Nachfrage in der Luft- und Raumfahrt, in Forschungseinrichtungen und in der Nischenfertigung von Mikroelektronik.

• Nach Anwendung

Der Markt für Verbindungshalbleiter ist nach Anwendungsbereichen segmentiert in allgemeine Beleuchtung, Telekommunikation, Militär, Verteidigung und Luft- und Raumfahrt, Automobil, Stromversorgung, Datenkommunikation, Gewerbe, Verbraucherdisplays, Verbrauchergeräte und weitere. Das Telekommunikationssegment erzielte 2024 den größten Umsatzanteil, angetrieben durch den schnellen Ausbau der 5G-Infrastruktur und den weltweit steigenden Datenverbrauch. Verbindungshalbleiter wie GaN und GaAs sind entscheidend für die Herstellung hochfrequenter und hocheffizienter Komponenten für Netzwerksysteme.

Der Automobilsektor wird voraussichtlich zwischen 2025 und 2032 das höchste Wachstum verzeichnen, angetrieben durch die zunehmende Verbreitung von Elektrofahrzeugen und autonomen Systemen. Verbindungshalbleiter bieten überlegene Wärmeleitfähigkeit, Energieeffizienz und Miniaturisierung, die für die nächste Generation von Automobilantrieben, Radarsystemen und Infotainmentmodulen von entscheidender Bedeutung sind.

Regionale Analyse des Verbindungshalbleitermarktes

•  Nordamerika dominierte den Markt für Verbindungshalbleiter mit dem größten Umsatzanteil von 38,2 % im Jahr 2024, angetrieben durch die starke Nachfrage aus den Bereichen Automobil, Verteidigung und Telekommunikation
•  Die Region profitiert von der Präsenz wichtiger Branchenakteure, der hohen Verbreitung von Elektrofahrzeugen und erheblichen Investitionen in die 5G-Infrastruktur und intelligente Geräte
•  Darüber hinaus unterstützt die zunehmende Betonung von Energieeffizienz und Hochfrequenzelektronik weiterhin den zunehmenden Einsatz von Verbindungshalbleitern in Nordamerika.

Einblicke in den US-amerikanischen Verbindungshalbleitermarkt

Der US-Markt für Verbindungshalbleiter erzielte 2024 mit über 79 % den höchsten Umsatzanteil in Nordamerika, angetrieben durch die starke Nachfrage in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, 5G-Telekommunikation und Leistungselektronik. Der Markt profitiert von der zunehmenden staatlichen Förderung der inländischen Chipproduktion und der strategischen Bedeutung von Halbleitern in Verteidigungsanwendungen. Darüber hinaus treiben die rasanten Entwicklungen in den Bereichen Siliziumkarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN) Innovationen voran, insbesondere bei Antrieben für Elektrofahrzeuge und erneuerbaren Energiesystemen. Die Präsenz führender Chiphersteller und wachsende Investitionen in Forschung und Entwicklung fördern den technologischen Fortschritt und die kommerzielle Akzeptanz des Marktes.

Einblicke in den europäischen Verbindungshalbleitermarkt

Der europäische Markt für Verbindungshalbleiter wird voraussichtlich zwischen 2025 und 2032 die höchste Wachstumsrate verzeichnen, unterstützt durch das Wachstum in den Bereichen erneuerbare Energiesysteme, Hochgeschwindigkeitszüge und industrielle Automatisierung. Die Region verzeichnet eine zunehmende Verbreitung von Wide-Bandgap-Materialien in Leistungsbauelementen und Optoelektronik für den Einsatz in intelligenten Stromnetzen, der Fahrzeugsicherheit und sauberen Energietechnologien. Initiativen der Europäischen Union zur Einführung grüner Technologien und zur digitalen Transformation beschleunigen den Übergang zu Verbindungshalbleiterlösungen in der Stromumwandlung und in Hochgeschwindigkeitskommunikationssystemen zusätzlich.

Einblicke in den deutschen Verbindungshalbleitermarkt

Der deutsche Markt für Verbindungshalbleiter wird voraussichtlich zwischen 2025 und 2032 das höchste Wachstum verzeichnen, angetrieben von der führenden Rolle Deutschlands im Automobil- und Industriefertigungssektor. Deutschland integriert aktiv Verbindungshalbleiterkomponenten wie GaN und SiC in die Infrastruktur von Elektrofahrzeugen, Stromversorgungen und Industrieanlagen. Das starke Forschungsökosystem des Landes und strategische Investitionen in Halbleiterfertigungsanlagen tragen zudem zu mehr Innovation und Unabhängigkeit in der Technologie-Lieferkette bei. Darüber hinaus geht Deutschlands Streben nach Klimaneutralität mit dem verstärkten Einsatz energieeffizienter Halbleitermaterialien in der Leistungselektronik einher.

Einblicke in den britischen Verbindungshalbleitermarkt

Der britische Markt für Verbindungshalbleiter wird voraussichtlich zwischen 2025 und 2032 die höchste Wachstumsrate verzeichnen, angetrieben durch steigende Investitionen in fortschrittliche Elektronik und die zunehmende Nachfrage nach leistungsstarken Leistungsbauelementen. Der Fokus des Landes auf die Entwicklung von Kommunikationssystemen der nächsten Generation, insbesondere 5G- und zukünftigen 6G-Netzen, fördert die Verbreitung von Verbindungshalbleitern wie Galliumarsenid (GaAs) und Galliumnitrid (GaN). Staatlich geförderte Initiativen wie das Compound Semiconductor Applications (CSA) Catapult in Wales spielen eine zentrale Rolle bei der Förderung von Innovation und Kommerzialisierung. Darüber hinaus tragen der wachsende Sektor für Elektrofahrzeuge und die Infrastruktur für erneuerbare Energien in Großbritannien zur Integration energieeffizienter Halbleitermaterialien in Energiemanagement-, Radarsystemen und optoelektronischen Anwendungen bei.

Einblicke in den Markt für Verbindungshalbleiter im asiatisch-pazifischen Raum

Der Markt für Verbindungshalbleiter im asiatisch-pazifischen Raum wird voraussichtlich von 2025 bis 2032 die höchste Wachstumsrate verzeichnen. Dies ist auf den rasanten technologischen Fortschritt, den Ausbau der 5G-Netze und die steigende Nachfrage nach Elektrofahrzeugen in China, Südkorea, Japan und Indien zurückzuführen. Die Region Asien-Pazifik profitiert von einer starken Produktionsbasis, einer günstigen Regierungspolitik und steigenden ausländischen Investitionen in die Halbleiterproduktion. Die zunehmende Nutzung von LED-Beleuchtung, fortschrittlicher Unterhaltungselektronik und Smartphone-Anwendungen in Schwellenländern trägt ebenfalls erheblich zum Marktwachstum bei.

Einblicke in den chinesischen Verbindungshalbleitermarkt

Der chinesische Markt für Verbindungshalbleiter erzielte 2024 den höchsten Umsatzanteil im asiatisch-pazifischen Raum. Dies ist auf die umfangreiche industrielle Basis des Landes, den robusten 5G-Ausbau und die führende Rolle in der Herstellung von Unterhaltungselektronik zurückzuführen. Die anhaltenden Investitionen der chinesischen Regierung in die Chipfertigung und Lokalisierung kurbeln die Marktnachfrage zusätzlich an. Verbindungshalbleiter werden zunehmend in chinesischen Smart-City-Projekten, der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge und Stromverteilungssystemen eingesetzt und etablieren China als weltweit führenden Anbieter dieser Technologien.

Einblicke in den japanischen Verbindungshalbleitermarkt

Der japanische Markt für Verbindungshalbleiter wird voraussichtlich zwischen 2025 und 2032 die höchste Wachstumsrate verzeichnen, unterstützt durch Fortschritte in der Optoelektronik, der Automobilindustrie und der Medizinelektronik. Japans Expertise in Präzisionsfertigung und Werkstofftechnik fördert den Einsatz fortschrittlicher Halbleiter in hochzuverlässigen Umgebungen. Der wachsende Bedarf an kompakten, energieeffizienten Komponenten in der Elektronik und die steigenden Investitionen des Landes in die 6G-Forschung dürften die zukünftige Nachfrage steigern. Darüber hinaus nutzt die japanische Automobilindustrie SiC- und GaN-Lösungen, um die Fahrzeugleistung und Energieeffizienz von Hybrid- und Elektrofahrzeugen zu verbessern.

Marktanteil von Verbindungshalbleitern

Die Verbindungshalbleiterindustrie wird hauptsächlich von etablierten Unternehmen angeführt, darunter:

• NICHIA CORPORATION (Japan)
• Qorvo, Inc. (USA)
• SAMSUNG (Südkorea)
• ams-OSRAM AG (Österreich)
• Skyworks Solutions, Inc. (USA)
• Cree LED, ein SGH-Unternehmen. (USA)
• Infineon Technologies AG (Deutschland)
• STMicroelectronics (Schweiz)
• TOSHIBA ELECTRONIC DEVICES & STORAGE CORPORATION (Japan)
• Broadcom (USA)
• Lumentum Operations LLC (USA)
• NXP Semiconductors (Niederlande)
• Sumitomo Electric Industries, Ltd. (Japan)
• Renesas Electronics Corporation (Japan)
• Microchip Technology Inc. (USA)
• Efficient Power Conversion Corporation (USA)
• Mitsubishi Electric Corporation (Japan)

Neueste Entwicklungen auf dem globalen Markt für Verbindungshalbleiter

• Im Jahr 2022 unterzeichneten die Infineon Technologies AG und II-VI Incorporated eine strategische mehrjährige Liefervereinbarung für Wafer und stärkten damit Infineons Zugang zu kritischem Halbleitermaterial. Diese Zusammenarbeit war entscheidend, um die gestiegene Kundennachfrage in der Branche zu bedienen, Infineons Multi-Sourcing-Strategie zu stärken und die Widerstandsfähigkeit seiner Lieferkette zu stärken.
• Im Jahr 2022 brachte Qorvo seine neueste Innovation auf den Markt, die UF4C/SC-Serie, die die vierte Generation von 1200-V-SiCFETs repräsentiert. Diese SiCFETs basieren auf der kürzlich erworbenen UnitedSiC-Technologie und wurden für 800-V-Busarchitekturen entwickelt. Diese Veröffentlichung zielt auf Anwendungen wie Bordladegeräte für Elektrofahrzeuge, industrielle Batterieladegeräte und Solarwechselrichter ab und unterstreicht Qorvos Engagement für die Weiterentwicklung der Leistungselektronik in verschiedenen Industrie- und erneuerbaren Energiesektoren.

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