Отчет о мировом рынке тиристоров — обзор отрасли и прогноз до 2032 года

Размер рынка тиристоров

• Объем мирового рынка тиристоров в 2024 году оценивался в 1,49 млрд долларов США, а к 2032 году ,  как ожидается, он достигнет  2,5 млрд долларов США при среднегодовом темпе роста 7,7% в прогнозируемый период.
• Рост мирового рынка тиристоров обусловлен увеличением спроса на эффективное управление мощностью в промышленной автоматизации, электромобилях и системах передачи высоковольтной электроэнергии.

Анализ рынка тиристоров

Мировой рынок тиристоров демонстрирует устойчивый рост, обусловленный растущим мировым спросом на эффективное управление электропитанием, высоковольтную коммутацию и надежное электронное управление в различных областях применения, включая силовую электронику, промышленную автоматизацию, возобновляемую энергетику, электромобили (ЭМ), бытовую электронику и коммунальную инфраструктуру. Поскольку энергоэффективность и миниатюризация продолжают играть первостепенную роль в промышленности, тиристоры приобретают все большую популярность благодаря своей высокой токовой нагрузке, термостойкости и экономичности при управлении большими мощностями.

Основным фактором роста рынка является глобальное стремление к электрификации и интеграции возобновляемых источников энергии. Тиристоры играют важнейшую роль в системах преобразования энергии и управления для солнечных инверторов, ветряных турбин и интеллектуальных сетей, что делает их важнейшими компонентами при переходе к более чистым источникам энергии. Их способность выдерживать высокие напряжения и быстрое переключение также важна для стабильности сети и коррекции коэффициента мощности.

Стремительное развитие электромобилей и железнодорожного транспорта также является ключевым фактором. Тиристоры широко используются в зарядных устройствах электромобилей, системах управления аккумуляторными батареями и электроприводах благодаря своей способности регулировать ток и повышать энергоэффективность. В железнодорожных тяговых системах они обеспечивают плавное и эффективное управление мощностью, снижая механический износ и повышая безопасность.

В промышленности тиристоры используются в регуляторах скорости двигателей, диммерах освещения, сварочных аппаратах и ​​системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, где их надёжность и долговечность ценятся в условиях высоких нагрузок и температур. Их широкое применение в бытовой технике, такой как стиральные машины, микроволновые печи и индукционные плиты, также способствует росту рыночного спроса, особенно в странах с развивающейся экономикой.

Технологические достижения, включая разработку тиристоров с затвором-затвором (GTO), двунаправленных симисторов и кремниевых управляемых выпрямителей (SCR), расширяют области применения и повышают эффективность и управляемость. Более того, ожидается, что растущее внедрение интеллектуального производства и инициативы «Индустрии 4.0» будут способствовать дальнейшему росту спроса на решения на основе тиристоров.

Однако рынок сталкивается с такими проблемами, как конкуренция со стороны новых полупроводниковых технологий, таких как IGBT (биполярные транзисторы с изолированным затвором) и MOSFET, которые обеспечивают более быстрое переключение и более высокую эффективность в низко- и средневольтных приложениях. Кроме того, колебания цен на сырьевые материалы, особенно кремний, и сложные требования к терморегулированию могут ограничить широкое внедрение в некоторых чувствительных к стоимости или компактных конструкциях.

Несмотря на эти трудности, перспективы рынка остаются позитивными. Ожидается, что рост инвестиций в высоковольтную инфраструктуру передачи электроэнергии, глобальный переход на электрифицированный транспорт и сохраняющийся спрос на надежную и доступную силовую электронику будут способствовать поддержанию рыночной динамики. Государственные инициативы, поддерживающие зеленую энергетику, цифровизацию промышленности и модернизацию инфраструктуры, также создают благоприятные условия для производителей тиристоров.

Поскольку силовая электроника все больше интегрируется в повседневную жизнь и промышленные операции, мировой рынок тиристоров готов к дальнейшему росту, инновациям и расширению использования в ряде важнейших секторов.

Область применения отчета и сегментация рынка тиристоров      

Тенденции рынка тиристоров

Растет внедрение электромобилей (ЭМ) и систем железнодорожной тяги

• Растущее применение тиристоров в электромобилях (ЭМ) и железнодорожных тяговых системах является важной тенденцией, способствующей росту мирового рынка тиристоров. По мере перехода мира к электрифицированному транспорту растёт спрос на силовые электронные компоненты, способные точно и надёжно обрабатывать высокие напряжения и токи. Тиристоры, в частности, кремниевые управляемые выпрямители (SCR) и тиристоры с запирающим затвором (GTO), играют важнейшую роль в управлении потоками энергии в электромобилях и железнодорожном транспорте благодаря своей способности эффективно коммутировать и контролировать большие электрические нагрузки.
• В электромобилях тиристоры используются в различных подсистемах, таких как бортовые зарядные устройства (OBC), системы управления аккумуляторными батареями (BMS), DC/DC-преобразователи и контроллеры двигателей. Их надёжность и высокая эффективность делают их идеальными для инфраструктуры быстрой зарядки и силовых агрегатов, где важны термостабильность и высокая токовая нагрузка. По мере перехода электромобилей к архитектуре с более высоким напряжением (например, 800 В) потребность в надёжных высоковольтных коммутационных устройствах, таких как тиристоры, становится всё более ощутимой.
• Аналогичным образом, в железнодорожной отрасли тиристоры являются ключевым компонентом тяговых преобразователей и инверторов, управляющих двигателями электровозов и поездов метро. Они также обеспечивают рекуперативное торможение, при котором кинетическая энергия преобразуется обратно в электрическую и возвращается в сеть, повышая энергоэффективность и снижая эксплуатационные расходы. Электрификация железнодорожных сетей, особенно в странах, ориентированных на устойчивый транспорт, привела к резкому росту спроса на решения в области силовой электроники, такие как тиристоры.
• В целом, растущее распространение электромобилей и электрорельсовых систем создаёт устойчивый и высокий спрос на современные тиристоры, обладающие высокой производительностью, долговечностью и компактностью. Ожидается, что эта тенденция будет усиливаться по мере роста глобальных инвестиций в экологичный транспорт и транзитные системы на основе возобновляемых источников энергии.

Динамика рынка тиристоров

Водитель 

Растущий спрос на энергоэффективную силовую электронику

• Растущий спрос на энергоэффективную силовую электронику является одним из основных факторов роста мирового рынка тиристоров. Поскольку промышленность, государственные органы и потребители всё больше внимания уделяют снижению энергопотребления и повышению эффективности систем, роль современных силовых полупроводниковых приборов, таких как тиристоры, становится критически важной. Эти компоненты предназначены для эффективного управления и преобразования электроэнергии, что делает их незаменимыми в приложениях, где необходимо контролировать высокие токи и напряжения с минимальными потерями энергии.
• Тиристоры особенно ценны в системах, требующих точного переключения, термостабильности и низких потерь проводимости, таких как электроприводы, системы управления освещением, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВКВ) и преобразователи мощности. В промышленности они используются для регулирования мощности крупных машин и оборудования, позволяя эффективнее управлять энергопотреблением и снижать эксплуатационные расходы. Их способность быстро переключаться и выдерживать значительные нагрузки обеспечивает более эффективную работу систем, ранее зависевших от механических реле или менее эффективных полупроводниковых приборов.
• Этот сдвиг также обусловлен ужесточением экологических норм и задачами устойчивого развития. Правительства и корпорации по всему миру продвигают внедрение энергоэффективных технологий посредством мер стимулирования и предписаний, что ещё больше повышает спрос на силовую электронику, основанную на тиристорной технологии. Будь то повышение эффективности бытовой техники или поддержка интеграции возобновляемых источников энергии в энергосистемы, тиристоры играют важнейшую роль в достижении глобальных целей в области энергоэффективности.
• В результате стремление к более экологичным и эффективным энергетическим системам не только способствует более широкому внедрению тиристоров в традиционных секторах, но и открывает новые возможности на развивающихся рынках, таких как электромобильность, интеллектуальные здания и цифровая инфраструктура.

Сдержанность/Вызов

Борьба с высокочастотными операциями и сложными требованиями к коммутации

• Тиристоры, несмотря на свою высокую эффективность при работе с высоким напряжением и током, имеют существенные ограничения при работе на высоких частотах и ​​при выполнении сложных коммутационных задач. Это техническое ограничение обусловлено их основными характеристиками включения и выключения. В отличие от современных полупроводниковых приборов, таких как МОП-транзисторы и БТИЗ, для выключения тиристоров требуется, чтобы ток, протекающий через них, упал до нуля. Это означает, что их невозможно легко выключить с помощью управляющего сигнала, что существенно ограничивает их применение в схемах, требующих быстрого или многократного переключения.
• В высокочастотных приложениях, таких как DC/DC-преобразователи, высокоскоростные инверторы и радиочастотные системы, возможность быстрого и эффективного включения и выключения устройств критически важна для поддержания производительности, минимизации потерь и снижения тепловыделения. Тиристоры из-за относительно низкой скорости переключения и ограниченной гибкости управления не подходят для таких условий. Медленное время восстановления и длительная продолжительность выключения могут привести к снижению производительности, появлению электромагнитных помех и снижению эффективности при использовании в системах, требующих быстрого переключения.
• Более того, современные приложения, такие как силовые агрегаты электромобилей, усовершенствованные электроприводы и прецизионное медицинское оборудование, требуют полупроводниковых приборов с поддержкой широтно-импульсной модуляции (ШИМ) и сложного управления синхронизацией, для чего тиристоры изначально не предназначены. Неспособность тиристоров эффективно работать на столь высоких частотах делает их менее востребованными в передовых электронных устройствах, требующих компактных, лёгких и высокопроизводительных решений.
• В результате многие производители и проектировщики систем выбирают более совершенные альтернативы, такие как IGBT и широкозонные полупроводники (например, SiC и GaN), которые обеспечивают превосходную скорость переключения, эффективность и тепловые характеристики в высокочастотных условиях. Этот технологический сдвиг существенно сдерживает более широкое внедрение тиристоров в новых областях применения.

Объем рынка тиристоров

Рынок сегментирован по номинальной мощности, типу и области применения.

• По номинальной мощности

Мировой рынок тиристоров, сегментированный по номинальной мощности на менее 500 МВт, 500–999 МВт и 1000 МВт и выше, удовлетворяет разнообразные потребности в управлении энергией в промышленных и коммунальных секторах. Категория менее 500 МВт охватывает приложения низкой и средней мощности, такие как электроприводы, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, бытовая техника и небольшие проекты возобновляемой энергетики, где компактные и экономичные тиристорные решения используются для эффективного регулирования мощности. Диапазон 500–999 МВт нацелен на инфраструктуру среднего масштаба, включая средние электростанции, зарядные станции для электромобилей и крупные промышленные комплексы, которым требуются надежные сильноточные тиристорные модули. Сегмент 1000 МВт и выше обслуживает крупномасштабные системы генерации и передачи электроэнергии, такие как межсоединения постоянного тока высокого напряжения, крупные коммунальные сети и крупные электростанции возобновляемой энергетики, где тиристоры необходимы для высоковольтной коммутации, стабилизации сети и управления потоками мощности. Такая сегментация отражает широкую адаптируемость тиристорной технологии для приложений преобразования энергии малой и высокой мощности.

• По типу

Мировой рынок тиристоров, сегментированный по типу на тиристоры с управляемым затвором (GCT), тиристоры с интегрированным управляемым затвором (IGCT), тиристоры с запиранием затвора (GTO), кремниевые управляемые выпрямители (SCR), симисторы, а также однонаправленные и двунаправленные тиристоры, отражает широкий спектр потребностей в коммутации и управлении мощностью в различных приложениях. GCT и IGCT используются в мощных и высокоэффективных приложениях, таких как промышленные приводы и системы передачи постоянного тока высокого напряжения, где быстрое переключение и низкие потери проводимости имеют решающее значение. GTO, способные включаться и выключаться сигналами затвора, используются в электрической тяге, силовых инверторах и системах управления двигателями большой мощности. SCR, один из наиболее широко используемых тиристоров, доминирует в приложениях, требующих управляемого выпрямления, таких как источники питания, зарядные устройства для аккумуляторов и сварочные аппараты. Симисторы предпочтительны для коммутации переменного тока и диммирования освещения в потребительской электронике и бытовой технике из-за их способности пропускать двунаправленный ток. Однонаправленные и двунаправленные тиристоры обеспечивают гибкость проектирования систем управления малой и средней мощности. Каждый тип отвечает различным требованиям по напряжению, току и управлению, что подчёркивает универсальность тиристоров в современной силовой электронике.

• По применению

Мировой рынок тиристоров, сегментированный по области применения на промышленность и производство, бытовую электронику, телекоммуникации, автомобилестроение, аэрокосмическую и оборонную промышленность, здравоохранение, а также передачу электроэнергии и коммунальное хозяйство, подчеркивает разнообразное использование тиристорной технологии в секторах, требующих точного управления мощностью и высокой эффективности. В промышленности и производстве тиристоры играют решающую роль в приводах двигателей, сварочном оборудовании и системах автоматизации, обеспечивая эффективное управление тяжелой техникой. В бытовой электронике тиристоры используются в таких устройствах, как диммеры, электроинструменты и бытовая техника для компактного и надежного переключения переменного тока. В телекоммуникациях они играют роль в защите от перенапряжения и регулировании мощности чувствительного коммуникационного оборудования. Автомобильный сектор интегрирует тиристоры в силовые агрегаты электромобилей, системы зарядки аккумуляторов и инверторы, поддерживая растущий переход к электрификации. В аэрокосмической и оборонной промышленности требуются надежные тиристоры для авиационных систем, радаров и силовой электроники военного уровня, где производительность в экстремальных условиях имеет решающее значение. В здравоохранении тиристоры используются в оборудовании для визуализации и точных медицинских приборах, требующих стабильной и контролируемой подачи питания. Наконец, крупный рынок представляют собой сферу передачи электроэнергии и коммунальные услуги, где используются мощные тиристоры для обеспечения стабильности сети, передачи постоянного тока высокого напряжения и технологии интеллектуальных сетей, где они обеспечивают эффективную и надежную передачу энергии на большие расстояния.

Региональный анализ рынка тиристоров

Северная Америка

Северная Америка занимает лидирующие позиции на мировом рынке тиристоров благодаря значительным инвестициям в промышленную автоматизацию, возобновляемые источники энергии и мощную энергетическую инфраструктуру. Крупные коммунальные предприятия модернизируют системы передачи данных, внедряя технологии HVDC и интеллектуальных сетей, основанные на тиристорных преобразователях и коммутационных модулях. Значительный вклад вносит также рост числа сетей зарядки электромобилей (ЭМ) и электрификации железных дорог, поскольку тиристоры играют важную роль в управлении сильноточными зарядными и тяговыми системами. Наличие признанных производителей полупроводников и развитая научно-исследовательская среда в США и Канаде обеспечивают непрерывный рост инноваций в области компактных, высокоэффективных тиристорных устройств. Несмотря на растущую конкуренцию со стороны технологий IGBT и SiC, Северная Америка остается ключевым регионом, где тиристоры сохраняют свою значимость в приложениях высокой мощности.

Европа

Европа играет ключевую роль на мировом рынке тиристоров, что обусловлено её агрессивным стремлением к интеграции возобновляемых источников энергии, модернизации интеллектуальных сетей и электрификации железнодорожных систем. Такие страны, как Германия, Франция и Великобритания, активно инвестируют в ветровые и солнечные электростанции, где тиристорные преобразователи играют важнейшую роль в эффективном регулировании мощности и управлении сетями. Приверженность региона принципам декарбонизации и строгие требования к энергоэффективности ускорили внедрение систем постоянного тока высокого напряжения (HVDC) и силовой электроники, включающих высокопроизводительные тиристоры. Кроме того, ориентация Европы на промышленную автоматизацию и модернизацию предприятий повышает спрос на надёжные решения для управления двигателями, что ещё больше подтверждает важность тиристорных технологий в региональных энергетических и производственных экосистемах.

Азиатско-Тихоокеанский регион

Азиатско-Тихоокеанский регион является самым быстрорастущим регионом на мировом рынке тиристоров, на долю которого приходится значительная доля общего дохода. Рост обусловлен быстрой индустриализацией, расширением городов и увеличением спроса на энергию в таких странах, как Китай, Индия, Япония и Южная Корея. Правительства региона активно инвестируют в проекты возобновляемой энергетики и системы передачи постоянного тока высокого напряжения (HVDC), которые требуют высокопроизводительных тиристорных модулей для эффективного преобразования энергии и управления. В регионе также наблюдается всплеск внедрения электромобилей и расширение программ электрификации железных дорог, что дополнительно стимулирует спрос на надежные силовые электронные компоненты, такие как тиристоры. Кроме того, Азиатско-Тихоокеанский регион выигрывает от сильных местных производственных экосистем и присутствия нескольких ключевых игроков на рынке полупроводников, что способствует экономически эффективному производству и технологическому прогрессу в области тиристорных технологий.

Латинская Америка

Рынок тиристоров в Латинской Америке стабильно растёт благодаря расширению установок возобновляемой энергетики, в частности, солнечных и ветряных электростанций, а также продолжающейся модернизации промышленной и энергетической инфраструктуры. Такие страны, как Бразилия, Чили и Аргентина, внедряют системы HVDC и технологии солнечных инверторов, где тиристорные преобразователи играют ключевую роль в регулировании мощности и стабильности сети. Электрификация транспортных и железнодорожных систем в городских центрах в сочетании с растущим спросом на энергоэффективность в горнодобывающей промышленности и обрабатывающей промышленности также способствуют их внедрению. Однако расширение рынка сталкивается с трудностями, связанными с периодической экономической волатильностью, замедлением процесса нормативного регулирования и ограниченностью местных производственных мощностей. Тем не менее, планируемая модернизация коммунальных предприятий и инициативы в области зелёной энергетики открывают привлекательные возможности для дальнейшего развития регионального рынка.

Ближний Восток и Африка

В регионе Ближнего Востока и Африки (БВСА) наблюдается растущий спрос на тиристоры, особенно в связи с масштабными инициативами по модернизации энергетической инфраструктуры и промышленности. Значительные инвестиции в проекты солнечной и ветроэнергетики в странах Совета сотрудничества арабских государств Персидского залива (ССАГПЗ), а также модернизация сетей в Южной Африке, требуют надежной силовой электроники, такой как тиристоры, для эффективного регулирования напряжения и высокопроизводительного преобразования энергии. Кроме того, рост автоматизации в нефтегазовой, обрабатывающей и нефтехимической отраслях увеличивает потребность в точных системах управления двигателями и энергоснабжения, основанных на тиристорной технологии. Хотя внедрение еще только начинается, государственные программы, направленные на устойчивое развитие и диверсификацию промышленности, закладывают основу для значительного роста применения тиристоров на рынке Ближнего Востока и Африки.

Доля рынка тиристоров

Лидерами мировой отрасли тиристоров являются, прежде всего, хорошо зарекомендовавшие себя компании, среди которых:

• АББ Лтд.
• Infineon Technologies AG
• Корпорация Mitsubishi Electric
• ON Semiconductor Corporation
• STMicroelectronics NV
• Корпорация Тошиба
• Fuji Electric Co., Ltd.
• Корпорация Renesas Electronics
• Semikron International GmbH
• Vishay Intertechnology, Inc.
• Littelfuse, Inc.
• Хитачи Лтд.
• Корпорация IXYS
• Sanken Electric Co., Ltd.
• Корпорация СанРекс
• Dynex Semiconductor Ltd.

Последние разработки на мировом рынке тиристоров

• В апреле 2024 года компания ABB Ltd. выпустила новую мощную систему преобразователей на основе IGCT для промышленных приводов и интеграции возобновляемых источников энергии, что значительно повышает энергоэффективность и надежность системы на солнечных и ветряных электростанциях.
• В декабре 2023 года компания Infineon Technologies AG представила кремниевые управляемые выпрямители (SCR) нового поколения и тиристоры на основе SiC под брендом CoolSiC™, оптимизированные для электромобильных инверторов, станций быстрой зарядки и электросетевых приложений.
• В феврале 2024 года корпорация Mitsubishi Electric представила новый модуль IGCT на 3,3 кВ, предназначенный для систем тяги железных дорог и промышленной автоматизации, а также расширила производственные мощности в Фукуоке для удовлетворения растущего спроса в Азии и Европе.
• В мае 2024 года компания STMicroelectronics заключила стратегическое партнерство с Schneider Electric для совместного создания тиристорных контроллеров мощности переменного тока для интеллектуальных промышленных сетей и систем накопления энергии с использованием моделирования цифровых двойников.

SKU-46705