Relatório do mercado global de tiristores – Visão geral da indústria e previsão até 2032

Tamanho do mercado de tiristores

• O tamanho do mercado global de tiristores foi avaliado em US$ 1,49 bilhão em 2024  e deve atingir  US$ 2,5 bilhões até 2032 , com um CAGR de 7,7% durante o período previsto.
• O crescimento do mercado global de tiristores é impulsionado pela crescente demanda por controle de energia eficiente em automação industrial, veículos elétricos e sistemas de transmissão de energia de alta tensão.

Análise de Mercado de Tiristores

O mercado global de tiristores apresenta crescimento constante, impulsionado pela crescente demanda global por gerenciamento eficiente de energia, comutação de alta tensão e controle eletrônico confiável em uma variedade de aplicações, incluindo eletrônica de potência, automação industrial, energia renovável, veículos elétricos (VEs), eletrônicos de consumo e infraestrutura de serviços públicos. À medida que as indústrias continuam a priorizar a eficiência energética e a miniaturização, os tiristores vêm ganhando destaque devido à sua alta capacidade de condução de corrente, estabilidade térmica e custo-benefício no controle de grandes volumes de energia.

Um dos principais impulsionadores do crescimento do mercado é o impulso global em direção à eletrificação e à integração de energias renováveis. Os tiristores desempenham um papel fundamental nos sistemas de conversão e controle de energia para inversores solares, turbinas eólicas e redes inteligentes, tornando-os componentes vitais na transição para fontes de energia mais limpas. Sua capacidade de lidar com altas tensões e comutação rápida também é essencial para a estabilidade da rede e a correção do fator de potência.

A rápida expansão dos veículos elétricos e do transporte ferroviário é outro fator importante. Os tiristores são amplamente utilizados em carregadores de veículos elétricos, sistemas de gerenciamento de baterias e acionamentos de motores devido à sua capacidade de regular o fluxo de corrente e melhorar a eficiência energética. Em sistemas de tração ferroviária, eles facilitam o controle suave e eficiente da potência, reduzindo o desgaste mecânico e aumentando a segurança.

Em ambientes industriais, os tiristores são utilizados em controladores de velocidade de motores, dimmers de luz, máquinas de solda e sistemas HVAC, onde sua confiabilidade e durabilidade são valorizadas em ambientes de alta tensão e alta temperatura. Seu amplo uso em eletrodomésticos, como máquinas de lavar, fornos de micro-ondas e fogões de indução, também atende à demanda do mercado, especialmente em economias emergentes.

Avanços tecnológicos, incluindo o desenvolvimento de tiristores Gate Turn-Off (GTO), Triacs Bidirecionais e Retificadores Controlados por Silício (SCRs), estão expandindo as áreas de aplicação e melhorando a eficiência e o controle. Além disso, espera-se que a crescente adoção de iniciativas de manufatura inteligente e da Indústria 4.0 impulsione ainda mais a demanda por soluções baseadas em tiristores.

No entanto, o mercado enfrenta desafios como a concorrência de tecnologias de semicondutores mais recentes, como IGBTs (Transistores Bipolares de Porta Isolada) e MOSFETs, que oferecem comutação mais rápida e maior eficiência em aplicações de baixa a média tensão. Além disso, as flutuações de preço das matérias-primas, especialmente o silício, e os complexos requisitos de gerenciamento térmico podem limitar a adoção generalizada em certos cenários de design compacto ou com baixo custo.

Apesar desses desafios, as perspectivas de mercado permanecem positivas. O aumento dos investimentos em infraestrutura de transmissão de alta tensão, a mudança global para o transporte eletrificado e a demanda contínua por eletrônicos de potência robustos e acessíveis devem sustentar o impulso do mercado. Iniciativas governamentais de apoio à energia verde, à digitalização industrial e à modernização da infraestrutura também estão proporcionando condições favoráveis ​​aos fabricantes de tiristores.

À medida que a eletrônica de potência se torna mais integrada à vida diária e às operações industriais, o mercado global de tiristores está preparado para crescimento contínuo, inovação e uso expandido em uma variedade de setores de alto impacto.

Escopo do relatório e segmentação do mercado de tiristores      

Tendências do mercado de tiristores

Aumento da adoção de veículos elétricos (VEs) e sistemas de tração ferroviária

• A crescente adoção de tiristores em veículos elétricos (VEs) e sistemas de tração ferroviária é uma tendência importante que impulsiona o crescimento do mercado global de tiristores. À medida que o mundo migra para o transporte eletrificado, há uma demanda crescente por componentes eletrônicos de potência que possam lidar com altas tensões e correntes com precisão e confiabilidade. Tiristores, particularmente retificadores controlados por silício (SCRs) e tiristores com desligamento por gate (GTO), desempenham um papel fundamental no gerenciamento do fluxo de energia em veículos elétricos e aplicações ferroviárias devido à sua capacidade de comutar e controlar grandes cargas elétricas com eficiência.
• Em veículos elétricos, os tiristores são utilizados em diversos subsistemas, como carregadores de bordo (OBCs), sistemas de gerenciamento de bateria (BMS), conversores CC-CC e controladores de motor. Sua robustez e alta eficiência os tornam ideais para infraestruturas de carregamento rápido e aplicações de powertrain, onde a estabilidade térmica e o manuseio de alta corrente são essenciais. À medida que os veículos elétricos (VEs) avançam para arquiteturas de alta tensão (por exemplo, sistemas de 800 V), a necessidade de dispositivos de comutação de alta tensão confiáveis, como tiristores, torna-se ainda mais evidente.
• Da mesma forma, no setor ferroviário, os tiristores são um componente essencial em conversores e inversores de tração que controlam os motores de locomotivas elétricas e trens de metrô. Eles também permitem a frenagem regenerativa, onde a energia cinética é convertida novamente em energia elétrica e devolvida à rede, melhorando a eficiência energética e reduzindo os custos operacionais. A eletrificação das redes ferroviárias, especialmente em países com foco em transporte sustentável, levou a um aumento na demanda por soluções de eletrônica de potência, como tiristores.
• De modo geral, a crescente adoção de veículos elétricos e sistemas ferroviários elétricos está gerando uma demanda forte e sustentada por tiristores avançados que ofereçam alto desempenho, durabilidade e compacidade. Espera-se que essa tendência continue se acelerando à medida que os investimentos globais em transporte sustentável e sistemas de transporte movidos a energia renovável aumentam.

Dinâmica do mercado de tiristores

Motorista 

Aumento da demanda por eletrônicos de potência com eficiência energética

• A crescente demanda por eletrônica de potência com eficiência energética é um dos principais impulsionadores do crescimento do mercado global de tiristores. À medida que indústrias, governos e consumidores se concentram cada vez mais na redução do consumo de energia e na melhoria da eficiência dos sistemas, o papel de dispositivos semicondutores de potência avançados, como tiristores, tornou-se crucial. Esses componentes são projetados para controlar e converter energia elétrica de forma eficiente, tornando-os essenciais em aplicações onde altos níveis de corrente e tensão devem ser gerenciados com o mínimo de perda de energia.
• Os tiristores são particularmente valiosos em sistemas que exigem comutação precisa, estabilidade térmica e baixas perdas por condução, como acionamentos de motores, controles de iluminação, sistemas HVAC e conversores de energia. Em ambientes industriais, são usados ​​para regular máquinas e equipamentos de grande porte, permitindo melhor gerenciamento de energia e redução de custos operacionais. Sua capacidade de comutação rápida e de lidar com cargas de energia substanciais permite uma operação mais eficiente de sistemas que antes dependiam de relés mecânicos ou dispositivos semicondutores menos eficientes.
• Essa mudança também é impulsionada por crescentes regulamentações ambientais e metas de sustentabilidade. Governos e empresas em todo o mundo estão promovendo a adoção de tecnologias de eficiência energética por meio de incentivos e mandatos, aumentando ainda mais a demanda por eletrônica de potência baseada na tecnologia de tiristores. Seja para melhorar a eficiência de eletrodomésticos ou apoiar a integração de energias renováveis ​​em redes elétricas, os tiristores desempenham um papel vital no avanço dos objetivos globais de eficiência energética.
• Como resultado, a busca por sistemas de energia mais ecológicos e eficientes não está apenas aumentando a adoção de tiristores em setores tradicionais, mas também está abrindo novas oportunidades em mercados emergentes, como mobilidade elétrica, edifícios inteligentes e infraestrutura digital.

Restrição/Desafio

Luta com operações de alta frequência e requisitos complexos de comutação

• Os tiristores, embora altamente eficazes no manuseio de altas tensões e correntes, são inerentemente limitados quando se trata de operações de alta frequência e requisitos complexos de comutação. Essa limitação técnica decorre de suas características básicas de ativação e desativação. Ao contrário dos dispositivos semicondutores modernos, como MOSFETs e IGBTs, os tiristores exigem que a corrente que flui através deles caia a zero antes que possam ser desligados. Isso significa que eles não podem ser facilmente desligados por meio de um sinal de porta, o que restringe significativamente seu uso em circuitos que exigem comutação rápida ou repetida.
• Em aplicações de alta frequência, como conversores CC-CC, inversores de alta velocidade e sistemas de radiofrequência, a capacidade de ligar e desligar dispositivos de forma rápida e eficiente é crucial para manter o desempenho, minimizar perdas e reduzir o calor. Tiristores, devido às suas velocidades de comutação relativamente baixas e flexibilidade de controle limitada, não são adequados para esses ambientes. Seu lento tempo de recuperação e longos períodos de desligamento podem levar a gargalos de desempenho, interferência eletromagnética (EMI) e quedas de eficiência quando usados ​​em sistemas que exigem comutação rápida.
• Além disso, aplicações modernas, como sistemas de propulsão de veículos elétricos, acionamentos avançados de motores e equipamentos médicos de precisão, exigem dispositivos semicondutores que suportem modulação por largura de pulso (PWM) e controle de tempo complexo, para os quais os tiristores não são inerentemente projetados. Sua incapacidade de operar eficientemente nessas frequências mais altas os torna menos desejáveis ​​em eletrônicos de ponta que exigem soluções compactas, leves e de alto desempenho.
• Como resultado, muitos fabricantes e projetistas de sistemas estão optando por alternativas mais avançadas, como IGBTs e semicondutores de banda larga (por exemplo, SiC e GaN), que oferecem velocidade de comutação, eficiência e desempenho térmico superiores em ambientes de alta frequência. Essa mudança tecnológica representa uma restrição notável à adoção mais ampla de tiristores em aplicações emergentes.

Escopo de mercado de tiristores

O mercado é segmentado com base na classificação de potência, tipo e aplicação.

• Por classificação de potência

O mercado global de tiristores, segmentado por potência nominal em Abaixo de 500 MW, 500–999 MW e 1.000 MW e acima, atende a diversas necessidades de controle de energia nos setores industrial e de serviços públicos. A categoria Abaixo de 500 MW abrange aplicações de baixa a média potência, como acionamentos de motores, sistemas HVAC, eletrodomésticos e projetos menores de energia renovável, onde soluções de tiristores compactas e econômicas são usadas para regulação eficiente de energia. A faixa de 500–999 MW visa infraestrutura de médio porte, incluindo usinas de energia de médio porte, estações de carregamento de VEs e grandes complexos industriais, que exigem módulos tiristores robustos e de alta corrente. O segmento de 1.000 MW e acima atende a sistemas de geração e transmissão de energia em larga escala, como interconexões HVDC, grandes redes de serviços públicos e grandes parques de energia renovável, onde os tiristores são essenciais para comutação de alta tensão, estabilização da rede e controle do fluxo de energia. Essa segmentação reflete a ampla adaptabilidade da tecnologia de tiristores em aplicações de conversão de energia de baixa potência e alta capacidade.

• Por tipo

O mercado global de tiristores, segmentado por tipo em Tiristor Comutado por Comutador de Porta (GCT), Tiristor Comutado por Comutador de Porta Integrado (IGCT), Tiristor de Desligamento de Porta (GTO), Retificador Controlado por Silício (SCR), Triacs e Tiristores Unidirecionais e Bidirecionais, reflete a ampla gama de necessidades de comutação e controle de potência em diversas aplicações. GCTs e IGCTs são usados ​​em aplicações de alta potência e alta eficiência, como acionamentos industriais e sistemas de transmissão HVDC, onde comutação rápida e baixa perda de condução são críticas. GTOs, capazes de serem ligados e desligados por sinais de porta, são empregados em tração elétrica, inversores de potência e sistemas de controle de motores de serviço pesado. O SCR, um dos tiristores mais amplamente utilizados, domina em aplicações que exigem retificação controlada, como em fontes de alimentação, carregadores de bateria e máquinas de solda. Os triacs são preferidos para comutação CA e dimerização de luz em eletrônicos de consumo e eletrodomésticos devido à sua capacidade de corrente bidirecional. Tiristores unidirecionais e bidirecionais oferecem flexibilidade de projeto para sistemas de controle de baixa a média potência. Cada tipo atende a diferentes requisitos de tensão, corrente e controle, destacando a versatilidade dos tiristores na eletrônica de potência moderna.

• Por aplicação

O mercado global de tiristores, segmentado por aplicação em Industrial e Manufatura, Eletrônicos de Consumo, Telecomunicações, Automotivo, Aeroespacial e Defesa, Saúde e Transmissão de Energia e Serviços Públicos, destaca o uso diversificado da tecnologia de tiristores em setores que exigem controle preciso de energia e alta eficiência. Na indústria e na manufatura, os tiristores são cruciais para acionamentos de motores, equipamentos de soldagem e sistemas de automação, garantindo o controle eficiente de máquinas pesadas. Eletrônicos de consumo utilizam tiristores em dispositivos como dimmers, ferramentas elétricas e eletrodomésticos para comutação CA compacta e confiável. Em telecomunicações, eles desempenham um papel na proteção contra surtos e na regulação de energia de equipamentos de comunicação sensíveis. O setor automotivo integra tiristores em conjuntos de propulsão de veículos elétricos, sistemas de carregamento de baterias e inversores de energia, apoiando a crescente mudança em direção à eletrificação. Aplicações aeroespaciais e de defesa exigem tiristores robustos para sistemas de aeronaves, radares e eletrônica de potência de nível militar, onde o desempenho em condições extremas é essencial. Na saúde, os tiristores são usados ​​em equipamentos de imagem e dispositivos médicos precisos que exigem fornecimento de energia estável e controlado. Por fim, a transmissão de energia e os serviços públicos representam um mercado importante, usando tiristores de alta potência para estabilidade da rede, transmissão HVDC e tecnologias de rede inteligente, onde eles permitem um fluxo de energia eficiente e confiável em longas distâncias.

Análise regional do mercado de tiristores

América do Norte

A América do Norte lidera o mercado global de tiristores, impulsionada por fortes investimentos em automação industrial, energia renovável e infraestrutura de energia para serviços pesados. Grandes concessionárias de serviços públicos estão modernizando seus sistemas de transmissão com tecnologias HVDC e de rede inteligente que dependem de conversores e módulos de comutação baseados em tiristores. O crescimento das redes de carregamento de veículos elétricos (VE) e a eletrificação ferroviária também contribuem significativamente, visto que os tiristores desempenham um papel vital no controle de sistemas de carregamento e tração de alta corrente. Fabricantes de semicondutores estabelecidos e ambientes de P&D de suporte nos EUA e Canadá garantem inovação contínua em dispositivos tiristores compactos e de alta eficiência. Apesar da crescente concorrência das tecnologias IGBT e SiC, a América do Norte continua sendo uma região-chave onde os tiristores mantêm relevância significativa em aplicações de alta potência.

Europa

A Europa desempenha um papel crucial no mercado global de tiristores, impulsionada por seu forte impulso em direção à integração de energias renováveis, modernização de redes inteligentes e eletrificação de sistemas ferroviários. Países como Alemanha, França e Reino Unido estão investindo fortemente em usinas eólicas e solares, onde conversores baseados em tiristores são essenciais para a regulação eficiente de energia e o gerenciamento da rede. O compromisso da região com a descarbonização e os fortes mandatos de eficiência energética aceleraram a implantação de sistemas HVDC e eletrônica de potência incorporando tiristores de alto desempenho. Além disso, o foco da Europa em automação industrial e modernização de fábricas está aumentando a demanda por soluções robustas de controle de motores, consolidando ainda mais a importância da tecnologia de tiristores nos ecossistemas regionais de energia e manufatura.

Ásia-Pacífico

A Ásia-Pacífico é a região de crescimento mais rápido no mercado global de tiristores, respondendo por uma parcela significativa da receita total. O crescimento é impulsionado pela rápida industrialização, expansão urbana e crescente demanda por energia em países como China, Índia, Japão e Coreia do Sul. Os governos da região estão investindo pesadamente em projetos de energia renovável e sistemas de transmissão HVDC, ambos os quais exigem módulos tiristores de alto desempenho para conversão e controle eficientes de energia. A região também está testemunhando um aumento na adoção de veículos elétricos e a expansão de programas de eletrificação ferroviária, impulsionando ainda mais a demanda por componentes eletrônicos de potência robustos, como tiristores. Além disso, a Ásia-Pacífico se beneficia de fortes ecossistemas de manufatura local e da presença de vários players importantes de semicondutores, o que apoia a produção econômica e o avanço tecnológico em tecnologias de tiristores.

América latina

O mercado de tiristores na América Latina está em constante crescimento, impulsionado pela expansão das instalações de energia renovável, especialmente parques solares e eólicos, e pela contínua modernização da infraestrutura industrial e energética. Países como Brasil, Chile e Argentina estão integrando sistemas HVDC e tecnologias de inversores solares, onde os conversores de tiristores desempenham um papel crucial na regulação de energia e na estabilidade da rede. A eletrificação dos sistemas de transporte e ferroviários em centros urbanos, aliada ao aumento da demanda por eficiência energética na mineração e na indústria, também está impulsionando a adoção. No entanto, a expansão do mercado enfrenta desafios decorrentes da volatilidade econômica periódica, do progresso regulatório mais lento e da capacidade limitada de produção local. No entanto, as melhorias planejadas nas concessionárias de serviços públicos e as iniciativas de energia verde apresentam oportunidades atraentes para o desenvolvimento contínuo do mercado regional.

Oriente Médio e África

A região do Oriente Médio e África (MEA) está testemunhando uma demanda crescente por tiristores, impulsionada principalmente por iniciativas de infraestrutura energética em larga escala e modernização industrial. Investimentos significativos em projetos de energia solar e eólica nos países do Conselho de Cooperação do Golfo (GCC), juntamente com a modernização da rede elétrica na África do Sul, exigem eletrônica de potência robusta, como tiristores, para regulação eficiente de tensão e conversão de energia de alta capacidade. Além disso, a crescente automação nos setores de petróleo e gás, manufatura e petroquímica está aumentando a necessidade de sistemas precisos de controle de motores e gerenciamento de energia que dependem da tecnologia de tiristores. Embora a adoção ainda esteja emergindo, programas governamentais focados em sustentabilidade e diversificação industrial estão preparando o terreno para um crescimento significativo nas aplicações de tiristores em todo o mercado MEA.

Participação de mercado de tiristores

A indústria global de tiristores é liderada principalmente por empresas bem estabelecidas, incluindo:

• ABB Ltda.
• Infineon Technologies AG
• Mitsubishi Electric Corporation
• ON Semiconductor Corporation
• STMicroeletrônica NV
• Toshiba Corporation
• Fuji Electric Co., Ltd.
• Renesas Electronics Corporation
• Semikron International GmbH
• Vishay Intertechnology, Inc.
• Littelfuse, Inc.
• Hitachi Ltda.
• Corporação IXYS
• Sanken Electric Co., Ltd.
• Corporação SanRex
• Dynex Semiconductor Ltda.

Últimos desenvolvimentos no mercado global de tiristores

• Em abril de 2024, a ABB Ltd. lançou um novo sistema conversor de alta potência baseado em IGCT para aplicações de acionamento industrial e integração de energia renovável, melhorando significativamente a eficiência energética e a confiabilidade do sistema em parques solares e eólicos
• Em dezembro de 2023, a Infineon Technologies AG introduziu retificadores controlados por silício (SCRs) de última geração e tiristores baseados em SiC sob sua marca CoolSiC™, otimizados para inversores de veículos elétricos, estações de carregamento rápido e aplicações de rede elétrica.
• Em fevereiro de 2024, a Mitsubishi Electric Corporation revelou um novo módulo IGCT de 3,3 kV voltado para sistemas de tração ferroviária e automação industrial, juntamente com a expansão da capacidade de produção em Fukuoka para atender à crescente demanda na Ásia e na Europa.
• Em maio de 2024, a STMicroelectronics formou uma parceria de desenvolvimento estratégico com a Schneider Electric para co-criar controladores de energia CA baseados em tiristores para redes industriais inteligentes e sistemas de armazenamento de energia, incorporando simulações de gêmeos digitais

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