북미 SiC 전력 반도체 시장 규모, 점유율 및 추세 분석 보고서 – 산업 개요 및 2032년까지의 전망

SiC 전력 반도체 시장 규모

• 북미 SiC 전력 반도체 시장 규모는 2024년에 32억 5천만 달러 로 평가되었으며, 예측 기간 동안 26.20%의 CAGR 로 2032년까지 209억 4천만 달러 에 도달할 것으로 예상됩니다 .
• 시장 성장은 전기 자동차(EV), 재생 에너지 시스템 및 산업 응용 분야에서 에너지 효율이 높고 고성능인 전력 전자 장치에 대한 수요가 증가함에 따라 크게 촉진되고 있습니다. 이는 산업계가 에너지 손실 감소와 운영 효율성 향상을 우선시하기 때문입니다.
• 또한 SiC 소재 품질, 웨이퍼 생산 및 장치 성능의 지속적인 기술 발전으로 SiC 전력 반도체의 보다 폭넓은 배포가 가능해지고 있으며 제조업체는 이러한 혁신을 활용하여 엄격한 성능, 내구성 및 소형화 요구 사항을 충족함으로써 시장 성장을 크게 촉진하고 있습니다.

SiC 전력 반도체 시장 분석

• 우수한 에너지 효율성, 높은 열전도도 및 향상된 스위칭 성능을 제공하는 SiC 전력 반도체는 기존 실리콘 기반 장치에 비해 더 높은 전압, 주파수 및 온도에서 작동할 수 있는 능력으로 인해 전기 자동차, 재생 에너지 시스템, 산업용 모터 드라이브 및 차세대 전력 인프라에서 중요한 구성 요소가 되고 있습니다.
• SiC 전력 반도체에 대한 수요 증가는 주로 전기 이동성의 급속한 채택, 청정 에너지 솔루션의 배포 증가, 에너지 손실을 줄이고 전체 시스템 효율성을 향상시키는 소형 고성능 전력 전자 장치에 대한 산업의 수요 증가에 의해 촉진됩니다.
• 미국은 첨단 전기 자동차(EV) 생산 생태계, 광범위한 재생 에너지 배치, 선도적인 반도체 제조업체의 강력한 입지로 인해 2024년 SiC 전력 반도체 시장에서 80.5%의 점유율을 차지하며 시장을 장악했습니다 .
• 멕시코는 국가의 자동차 제조 기반이 성장하고 EV 생산 및 수출 역량에 대한 관심이 높아지면서 예측 기간 동안 SiC 전력 반도체 시장에서 가장 빠르게 성장하는 지역이 될 것으로 예상됩니다.
• SiC 에피택셜 웨이퍼 부문은 2024년 67.8%의 시장 점유율로 시장을 장악했습니다. 이는 첨단 SiC 전력 소자 제조에 필수적인 고품질 무결함 기판을 확보하는 데 중요한 역할을 하기 때문입니다. 에피택셜 웨이퍼는 높은 항복 전압과 낮은 온 저항을 포함한 우수한 전기적 특성을 제공하여 높은 효율과 신뢰성을 요구하는 자동차, 에너지 및 산업 분야에 필수적입니다.

보고서 범위 및 SiC 전력 반도체 시장 세분화  

SiC 전력 반도체 시장 동향

“전기 자동차 도입 증가”

• 북미 SiC 전력 반도체 시장에서 중요하고 빠르게 성장하는 추세는 SiC 기반 소자가 전기 자동차(EV)에 광범위하게 통합되고 있다는 점입니다. 여기에는 트랙션 인버터, DC-DC 컨버터, 온보드 충전기 등이 포함됩니다. 이러한 채택은 SiC 기술이 기존 실리콘 기술보다 뛰어난 효율, 열 성능, 전력 밀도를 제공하여 충전 속도 향상, 파워트레인 경량화, 주행 거리 연장을 가능하게 함으로써 촉진되고 있습니다.
• 예를 들어, 테슬라, 포드, GM과 같은 기업들은 구동계 효율을 높이고 전체 시스템 무게를 줄이기 위해 자사 EV 플랫폼에 SiC 인버터를 통합해 왔습니다. SiC 공급업체인 울프스피드(Wolfspeed)는 북미 주요 자동차 제조업체들과 장기 공급 계약을 체결하며 이러한 추세를 더욱 강화하고 있습니다.
• SiC 전력 장치의 고주파 스위칭 기능은 수동 부품 크기를 줄이는 데 도움이 되어 소형 및 경량 시스템 설계를 가능하게 합니다.
• 이는 특히 공간, 무게 및 에너지 효율성이 주요 설계 고려 사항인 EV 애플리케이션에서 특히 유용합니다.
• 미국과 캐나다의 지원적인 연방 및 주정부 인센티브에 의해 촉진된 대량 EV 생산으로의 전환은 자동차 제조업체와 부품 공급업체가 성능 요구 사항과 규제 효율성 목표를 충족하기 위해 SiC 기술을 우선시하도록 이끌고 있습니다.
• 이에 따라 EV 관련 수요가 지역 내 SiC 전력 반도체의 주요 성장 동력이 되고 있다.

SiC 전력 반도체 시장 동향

운전사

“재생 에너지의 발전 증가”

• 북미 전역의 재생에너지 인프라, 특히 태양광과 풍력 발전의 급속한 확장은 SiC 전력 반도체 수요의 주요 원동력입니다. SiC 전력 반도체는 에너지 손실을 최소화하고 고전압, 고온 조건에서 안정적으로 작동하는 능력 덕분에 고효율 태양광 인버터, 스마트 그리드 인터페이스, 에너지 저장 시스템에 점점 더 많이 사용되고 있습니다.
• 예를 들어, 2024년 2월, 인피니언 테크놀로지스는 북미 재생에너지 개발업체들과 협력하여 CoolSiC 제품 포트폴리오 확장을 발표했습니다. 새로운 SiC 기반 솔루션은 대규모 태양광 및 풍력 발전 설비의 인버터 효율을 향상시키고 에너지 손실을 줄여 해당 지역의 청정 에너지 전환을 지원하는 것을 목표로 합니다.
• SiC의 빠른 스위칭 속도와 높은 항복 전압은 가정용 및 공공 시설용 태양광 애플리케이션 모두에서 더욱 작고 효율적인 인버터 설계를 가능하게 합니다. 풍력 에너지 분야에서는 효율을 높이고 냉각 요구량을 줄이기 위해 SiC 소자가 컨버터에 사용되고 있습니다.
• 그리드 현대화에 대한 필요성이 커지고 분산형 재생 에너지원의 통합이 이루어지면서 그리드 수준 애플리케이션에서 SiC 도입도 촉진되고 있습니다.
• 공익사업 및 에너지 회사들은 점점 더 높은 신뢰성으로 변동 부하를 처리할 수 있는 전력 장치를 찾고 있으며, SiC 반도체는 중요한 에너지 인프라의 성능과 복원력을 개선하여 이러한 수요를 충족하고 있습니다.

제지/도전

"초기 비용이 높다"

• SiC 전력 반도체는 성능상의 이점에도 불구하고, 기존 실리콘 기반 소자에 비해 제조 및 재료 비용이 상당히 높아 광범위한 채택에 큰 제약이 되고 있습니다. SiC 기판은 생산 비용이 더 높고, 공정 시간이 길며, 복잡한 제조 단계를 거쳐 최종 제품 비용이 상승하는 원인이 됩니다.
• 예를 들어 Wolfspeed는 2024년 1분기 실적 발표에서 SiC 웨이퍼 생산 비용이 기존 실리콘 웨이퍼 생산 비용보다 거의 5배 더 높다고 보고했으며, 8인치 웨이퍼 생산이 증가하고 규모의 경제가 개선됨에 따라 대규모 비용 절감이 예상된다고 밝혔습니다.
• 이러한 비용 차이는 기본 전원 공급 장치, 저가형 EV 모델, 또는 예산이 빠듯한 산업 시스템과 같이 비용에 민감한 애플리케이션의 도입을 저해할 수 있습니다. 프리미엄 시장은 효율성 향상을 위해 SiC에 투자할 의향이 있지만, 많은 중견 및 신흥 시장 기업들은 자본 지출을 통제하기 위해 실리콘 대체재에 계속 의존하고 있습니다.
• 생산량 증가, 대형 웨이퍼 크기(6인치 이상)로의 전환, Infineon 및 Wolfspeed와 같은 업체의 수직 통합 투자로 인해 비용 격차가 줄어들고 있지만 가격 민감성은 여전히 ​​장벽으로 남아 있습니다.
• 이러한 과제를 해결하려면 규모 효율성과 더불어 성능을 저하시키지 않고 단위 비용을 낮추기 위한 제조 공정 및 패키징 기술의 지속적인 혁신이 필요합니다.

SiC 전력 반도체 시장 범위

시장은 유형, 전압 범위, 웨이퍼 크기, 웨이퍼 유형, 응용 분야 및 수직을 기준으로 세분화됩니다.

• 유형별

북미 SiC 전력 반도체 시장은 유형별로 MOSFET, 하이브리드 모듈, 쇼트키 배리어 다이오드(SBD), IGBT, 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT), PIN 다이오드, 접합 FET(JFET) 등으로 구분됩니다. MOSFET 부문은 실리콘 기반 제품에 비해 탁월한 스위칭 성능, 높은 효율, 고온 작동 능력 덕분에 2024년 최대 매출 점유율을 기록하며 시장을 장악할 것으로 예상됩니다. 전기차(EV) 및 재생 에너지 산업은 시스템 손실 감소, 소형 시스템 설계, 냉각 요구 사항 감소 등의 장점으로 SiC MOSFET을 강력히 선호합니다. 자동차 및 산업 분야에서 에너지 효율적인 전력 전자 장치에 대한 수요가 증가함에 따라 이러한 수요는 더욱 강화될 것입니다.

하이브리드 모듈 부문은 2025년부터 2032년까지 가장 빠른 성장을 보일 것으로 예상되며, 이는 다양한 SiC 소자를 결합하여 향상된 효율, 열 성능 및 신뢰성을 제공하는 고성능 통합 모듈의 도입 증가에 힘입어 더욱 가속화될 것입니다. 이러한 모듈은 특히 소형화, 내구성 및 운영 효율성이 중요한 EV 견인 시스템, 재생 에너지 인프라, 스마트 그리드와 같은 고전압 애플리케이션에서 선호됩니다.

• 전압 범위별

전압 범위를 기준으로 시장은 301~900V, 901~1700V, 그리고 1701V 이상으로 구분됩니다. 901~1700V 부문은 전기 자동차, 산업용 모터 드라이브, 고출력 재생 에너지 시스템에서 광범위하게 사용되면서 2024년에 가장 큰 매출 점유율을 기록했습니다. 이 전압 범위는 전력 처리 성능과 효율 간의 최적의 균형을 제공하여, 관리 가능한 설계 복잡성을 유지하면서도 성능을 최적화하려는 제조업체에게 선호되는 선택입니다.

1701V 이상 세그먼트는 중공업, 고전압 전력망, 철도 운송 시스템의 수요 증가에 힘입어 2025년부터 2032년까지 가장 빠른 성장을 기록할 것으로 예상됩니다. 이 전압 범위에서 SiC 부품은 뛰어난 절연 파괴 강도와 열 복원력을 갖추고 있어 기존 실리콘 소자로는 부족했던 고응력 환경에서의 적용을 지원합니다.

• 웨이퍼 크기별

웨이퍼 크기를 기준으로 시장은 6인치, 4인치, 2인치, 그리고 6인치 이상 제품군으로 구분됩니다. 6인치 웨이퍼 부문은 2024년 가장 큰 매출 점유율을 차지했는데, 이는 양산 성숙도와 웨이퍼당 소자 수율 향상을 통한 제조 비용 절감에 기여했기 때문입니다. 6인치 웨이퍼로의 전환은 생산량 증대 및 SiC 부품당 비용 절감 노력, 특히 자동차 및 산업용 전력 전자 분야의 노력에 힘입어 더욱 가속화되고 있습니다.

6인치 이상 웨이퍼 시장은 예측 기간 동안 가장 빠른 성장을 보일 것으로 예상되는데, 이는 생산 효율성을 더욱 높이고 고성능 SiC 소자에 대한 수요 증가에 대응하기 위한 대형 웨이퍼 기술에 대한 업계의 투자에 힘입은 것입니다. 대형 웨이퍼는 규모의 경제를 실현하여 전기자동차 및 재생에너지와 같은 고성장 시장에서 SiC 반도체의 가격 경쟁력과 채택 확대에 기여합니다.

• 웨이퍼 유형별

시장은 SiC 에피택셜 웨이퍼와 블랭크 SiC 웨이퍼로 구분됩니다. SiC 에피택셜 웨이퍼는 고급 SiC 전력 소자 제조에 필수적인 고품질 무결함 기판을 확보하는 데 중요한 역할을 하며, 2024년 67.8%의 매출 점유율로 시장을 장악했습니다. 에피택셜 웨이퍼는 높은 항복 전압과 낮은 온 저항을 포함한 우수한 전기적 특성을 제공하여 높은 효율과 신뢰성을 요구하는 자동차, 에너지 및 산업 분야에 필수적입니다.

블랭크 SiC 웨이퍼 부문은 웨이퍼 생산 기술의 지속적인 발전으로 재료 품질과 비용 효율성이 향상됨에 따라 2025년부터 2032년까지 가장 빠른 성장을 보일 것으로 예상됩니다. 블랭크 SiC 웨이퍼는 연구 및 상용 소자 제조의 기반 기판을 형성하며, 시제품 제작 및 차세대 소자 개발에 활용도가 높아지고 있습니다.

• 응용 프로그램별

시장은 응용 분야별로 전기 자동차(EV), 태양광 발전, 전원 공급 장치, 산업용 모터 드라이브, EV 충전 인프라, RF 장치 등으로 구분됩니다. 전기차(EV) 부문은 차량 전기화로의 전환이 가속화되고 효율적이고 가벼운 파워트레인 솔루션에 대한 수요가 증가함에 따라 2024년 시장 매출 점유율을 주도했습니다. SiC 장치는 주행 거리 연장, 에너지 손실 감소, 고속 충전 기능 지원으로 높은 수요를 보이며, 북미 자동차 업계의 지속 가능한 모빌리티에 대한 관심과 부합합니다.

전기차 충전 인프라 부문은 고속 충전 네트워크 투자 증가와 전기차 보급 확대를 위한 고효율 전력 전자 장치 수요 증가에 힘입어 2032년까지 가장 빠른 성장을 보일 것으로 예상됩니다. SiC 전력 반도체는 충전소의 성능과 신뢰성을 향상시켜 고전압 작동과 빠른 에너지 전달을 가능하게 하며, 전기차 충전 편의성에 대한 소비자의 기대를 충족하는 데 필수적입니다.

• 수직별

북미 SiC 전력 반도체 시장은 자동차, 유틸리티 및 에너지, 산업, 운송, IT 및 통신, 가전, 항공우주 및 방위, 상업 및 기타 등 수직 시장으로 세분화됩니다. 자동차 부문은 전기차 생산 증가와 제조업체의 에너지 효율이 높은 고성능 파워트레인에 대한 집중에 힘입어 2024년에 가장 큰 매출 점유율을 확보했습니다. SiC 기술은 시스템 무게 감소, 에너지 변환 효율 향상, 그리고 첨단 차량 전기화 지원에 핵심적인 역할을 하며, 이 분야에서 SiC가 우위를 점하는 데 기여하고 있습니다.

유틸리티 및 에너지 부문은 재생에너지 시스템, 스마트 그리드, 에너지 저장 솔루션의 보급 확대에 힘입어 2025년부터 2032년까지 가장 빠른 속도로 성장할 것으로 예상됩니다. SiC 소자는 더욱 효율적인 전력 변환 및 송전을 가능하게 하여 계통 안정성 확보, 에너지 손실 최소화, 그리고 북미 지역의 청정 에너지 목표 달성을 지원하는 데 필수적입니다.

SiC 전력 반도체 시장 지역 분석

• 미국은 2024년 80.5%의 가장 큰 매출 점유율로 SiC 전력 반도체 시장을 장악했으며, 이는 국가의 첨단 전기 자동차(EV) 생산 생태계, 광범위한 재생 에너지 배치, 선도적인 반도체 제조업체의 강력한 입지에 힘입은 것입니다.
• EV, 스마트 그리드, 산업용 모터 드라이브 분야에서 에너지 효율적인 전력 전자 장치에 대한 수요가 높아 전국적으로 시장 성장이 지속되고 있습니다.
• 국내 칩 생산 및 탄소 감축 목표를 지원하는 정부 인센티브는 SiC 기술에 대한 투자를 더욱 확대하여 미국을 차세대 전력 반도체의 핵심 성장 허브로 확고히 합니다.

캐나다 SiC 전력 반도체 시장 통찰력

캐나다 SiC 전력 반도체 시장은 운송 및 에너지 부문 전반에 걸친 전기화 정책 확대에 힘입어 2025년부터 2032년까지 꾸준한 성장세를 보일 것으로 예상됩니다. 청정 에너지 확대에 대한 캐나다의 의지와 전기차 충전 인프라 및 스마트 그리드 현대화에 대한 투자는 고성능 SiC 소자에 대한 수요를 견인하고 있습니다. 캐나다가 탄소 배출량 감축에 주력하고 산업 에너지 효율에 대한 관심이 높아지면서 SiC 기반 전력 전자 기술의 광범위한 도입에 유리한 환경이 조성되고 있습니다.

멕시코 SiC 전력 반도체 시장 통찰력

멕시코는 2025년부터 2032년까지 북미 SiC 전력 반도체 시장에서 가장 빠른 연평균 성장률(CAGR)을 기록할 것으로 예상됩니다. 멕시코의 자동차 제조 기반 성장과 전기차 생산 및 수출 역량 강화에 대한 관심이 높아지면서 SiC 부품 수요가 크게 증가하고 있습니다. 북미 공급망 내 멕시코의 전략적 위치와 반도체 투자 유치를 위한 정부의 인센티브 정책은 시장 개발을 가속화하고 있습니다. 산업 에너지 효율 향상 및 전력 인프라 현대화 노력 강화는 멕시코 전역에서 SiC 전력 반도체 적용 확대를 더욱 뒷받침하고 있습니다.

SiC 전력 반도체 시장 점유율

SiC 전력 반도체 산업은 주로 다음을 포함한 기존 기업들이 주도하고 있습니다.

• 울프스피드 주식회사(미국)
• STMicroelectronics(스위스)
• ROHM CO., LTD. (일본)
• 후지전기 주식회사(일본)
• 미쓰비시 전기 주식회사(일본)
• 텍사스 인스트루먼트(미국)
• Infineon Technologies AG(독일)
• 세미크론 댄포스(독일)
• 르네사스 일렉트로닉스 주식회사(일본)
• TOSHIBA ELECTRONIC DEVICES & STORAGE CORPORATION(일본)
• 마이크로칩 테크놀로지 주식회사(미국)
• 반도체 부품 산업, LLC(미국)
• NXP 반도체(네덜란드)
• 유나이티드시씨(미국)
• 세미큐 주식회사(미국)
• 리틀퓨즈 주식회사(미국)
• 알레그로 마이크로시스템즈(Allegro MicroSystems, Inc.)(미국)
• 히타치 파워 반도체 디바이스 주식회사(일본)
• GeneSiC Semiconductor Inc. (미국)

북미 SiC 전력 반도체 시장의 최신 동향

• 2022년 12월, ST마이크로일렉트로닉스와 소이텍(Soitec)은 실리콘 카바이드(SiC) 기판 협력의 다음 단계를 발표했습니다. ST는 향후 18개월 동안 소이텍의 SiC 기판 기술을 검증할 계획입니다. 이번 협력은 ST의 향후 200mm 기판 제조에 소이텍의 SmartSiC 기술을 도입하여 디바이스 및 모듈 생산을 지원하는 것을 목표로 합니다. 양산은 중기적으로 예상되며, 이는 ST의 재무 실적을 개선하고 북미 SiC 전력 반도체 시장 성장에 기여할 것으로 예상됩니다.
• 2022년 7월, 세미크론 댄포스와 로옴 세미컨덕터는 10년간의 협력 끝에 세미크론의 자동차 애플리케이션용 eMPack 모듈에 로옴의 최신 4세대 SiC MOSFET을 탑재하는 데 성공하며 파트너십을 더욱 강화했습니다. 이번 협력은 전 세계 고객 니즈를 충족하고 양사의 재무 구조를 개선하며 북미 SiC 전력 반도체 시장에 긍정적인 영향을 미칠 것입니다.
• 2022년 8월, 도시바(Toshiba Corporation)는 산업 장비의 스위칭 손실을 20% 줄이는 3세대 650V 및 1200V 실리콘 카바이드 MOSFET을 출시했습니다. 이 혁신은 산업 장비의 효율성과 성능을 향상시키는 것을 목표로 합니다.

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