파워반도체의 세계시장에 관한 조사결과 2015
-2025년의 세계시장은 산업기기・자동차용 파워반도체가 견인역이 되어 300억달러를 돌파-
-2025년의 세계시장은 산업기기・자동차용 파워반도체가 견인역이 되어 300억달러를 돌파-
【자료체제】
자료명: 「진전하는 파워반도체의 최신동향과 장래전망 2015-2016」
발행일: 2016년 1월 29일
체 제: A4 157p
【조사요강】
야노경제연구소에서는 다음의 조사요강에 따라 파워반도체의 세계시장에 대하여 조사했다.
1. 조사기간: 2015년 9월~2016년 1월
2. 조사대상: 파워반도체 메이커, 웨이퍼 메이커, 시스템 메이커 등
3. 조사방법: 당사 전문연구원의 직접 면담, 전화・E-mail을 이용한 취재 및 문헌조사 병용
<파워반도체의 정의> 파워반도체란 주로 인버터/컨버터 회로에 사용되며, 전력의 스위칭과 교환, 모터 제어 등에 필요한 반도체 소자다. 본 조사에서는 파워MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)/IPD(Intelligent Power Device)와 다이오드, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), 파워모듈, 양극성 트랜지스터, SiC(탄화규소), GaN(갈륨나이트라이드)파워 디바이스를 포함한다.
【조사결과 서머리】
◆2015년의 파워반도체 세계시장규모는 전년대비 7.0% 감소한 148억 2,000만달러로 전망 2014년의 파워반도체 세계시장은 견조하게 확대하여 11.3% 증가한 159억 3,000만달러였다. 2015년은 중국과 유럽시장의 산업기기용 수요의 침체, PC와 TV 등의 일반소비자 대상 기기용 전원의 성장 둔화, 신흥 메이커의 참가에 따른 코스트 경쟁 등의 영향으로 동년의 파워반도체 세계시장규모는 전년대비 7.0% 감소한 148억 2,000만달러가 될 전망이다.
◆파워반도체의 세계시장은 자동차, 산업기기용이 시장을 견인하여
2020년은 231억달러로 신장하고 2025년은 339억 1,000만달러로 확대될 것으로 예측 2016년 후반부터 시장은 회복기조를 보이며, 사업기기용 파워모듈, 자동차용 다이오드, MOSFET가 시장을 견인한다. 산업기기는 신 에너지, 서브모터, UPS(무정전 전원장치)용 파워모듈의 수요 증가를 기대할 수 있다. 자동차는 차량 1대당 탑재되는 다이오드와 MOSFET의 수가 증가하여 계속 높은 신장을 기대할 수 있다. 따라서, 파워반도체의 세계시장규모는 2020년에 231억달러, 2025년에 339억 1,000만달러에 달할 것으로 예측된다.
◆2020년부터 본격적으로 SiC, GaN 파워반도체 시장이 형성되어
2025년의 세계시장규모는 31억 3,000만달러에 달할 것으로 예측 SiC는 다이오드의 채용이 중심적으로 진행되고 있으나, 코스트적인 측면에서 SiC트랜지스터의 탑재는 일부 용도에 한정되어 있다. GaN트랜지스터는 2016년부터 일반소비자 대상 기기용 전원을 중심으로 시장이 형성될 전망이다. 따라서, 이들 차세대 파워반도체의 본격적인 보급은 2020년 이후가 될 가능성이 높아, 2025년 차세대 파워반도체의 세계시장규모는 31억 3,000만달러가 될 것으로 예측된다.
【조사결과 개요】
1. 2015년의 시장개황 2015년의 파워반도체 세계시장규모는 전년대비 7.0% 감소한 148억 2,000만달러로 전망된다. 2015년이 마이너스 성장의 요인으로 (1)중국과 유럽시장의 경기둔화에 따른 수요 침체, (2)일반소비자 대상 기기용 전원의 성장 둔화, (3)참가 메이커 증가에 따른 코스트 경쟁의 3가지를 들 수 있다.
2014년의 중국시장용 파워반도체의 출하는 호조였으나, 2015년은 수요 침체가 계속됐다. 2014년에 메이커 측은 백색가전용 IPM(Intelligent Power Module, 이하 IPM)의 생산수량을 늘렸기 때문에, 2015년 상반기에는 재고를 조정하는 상황이었다. 범용 인버터용 IPM, IGBT모듈은 코스트 경쟁에 접어들어, 저가격의 중국 현지 메이커의 제품이 증가하고 있다.
한편, 유럽시장도 경기후퇴의 영향으로 공장 등의 설비 투자가 정체, 산업기기용 IGBT모듈의 수요가 순조롭지 못했다.
일반소비자 대상 기기는 PC와 FPD(플랫 패널 디스플레이)용 전원용 MOSFET의 수주가 2015년에 접어든 후부터 침체, 2015년 상반기(2015년 1~6월)는 저조한 추이였다. 이의 영향으로 일반소비자 대상 기기용 전원의 생산거점이 집중된 아시아용 다이오드, MOSFET의 출하금액이 침체되어 전년대비 마이너스가 되었다. 2015년 하반기부터는 재고 조정이 일단락되어 2016년 제품 모델에 대한 수주가 시작됨에 따라, 시장은 완만한 회복 기조를 보이고 있다.
또, 중국 신흥 파워반도체 메이커가 증가하고 있다. 다이오드 외에도 MOSFET도 코스트 다운 경쟁이 진행되고 있다. PC와 태블릿, FPD에서는 성능보다 코스트를 중시한 BtoC 메이커가 증가하고 있어, 중국 메이커의 MOSFET 수량이 늘고 있다. IGBT도 모듈 제품을 양산하는 중국 메이커가 제품을 투입하고 있어, 저가격 범용 인버터에 중국 메이커의 IGBT모듈을 채용하고 있다. 이의 영향으로 일본・미국・유럽의 주요 파워반도체 메이커에서는 낮은 ON-저항, 낮은 손실이 요구되는 분야에 주력하여 수량확대를 노리고 있다.
2. 주목할만한 동향
2-1. 서브모터, UPS용 파워반도체가 호조 산업분야 중에서도 서브모터, UPS(무정전 전원장치)용은 호조였다. 정밀하게 고정할 수 있는 서브모터는 산업용 로봇, NC공작기계, 반도체 제조장치 등에 사용되고 있다. 2015년은 자동차와 스마트폰의 출하가 호조였으므로 산업용 로봇과 NC공작기기의 수요가 늘어 서브모터용 IPM의 수량 확대로 이어졌다. UPS는 북미의 데이터 센터용 수요가 안정되고 있어 내압 1200V의 IGBT모듈이 증가하고 있다. 세계적으로 빅데이터의 활용, IoT(Internet of Things)가 진전하는 상황이고, 이와 함께 데이터 센터의 정비가 진행되는 것으로 추측된다. 이의 영향으로 대용량 UPS의 수요도 확대 기조이며, 향후에도 UPS용 IGBT모듈의 수량 증가가 기대된다.
2-2. 전장품의 증가와 함께, 자동차용도 견조 자동차용 파워반도체도 견조하게 추이하고 있다. 전장품의 증가와 함께 차량 한 대당의 ECU(Electronic Control Unit)의 수가 증가 경향이며, ECU에 실제 장착되는 다이오드와 MOSFET의 수요가 늘고 있다. 연비 절감에 직결되는 아이들링 스톱 시스템(ISS)와 전동 파워 스티어링(EPS) 시장의 신장은 일단락되었으며, 향후에는 HV(하이브리드 차량)/EV(전기자동차) 시장의 확대, LED라이트의 보급, ISO26262(자동차용 기능안전규격)에 대한 대응, ADAS(첨단 운전지원시스템)용 센서(레이더와 카메라)의 수량 확대가 자동차용 파워반도체의 새로운 견인역이 된다.
도표1. 파워 반도체의 세계시장규모 추이와 예측
주1. 메이커 출하금액 기준
주2. 2015년은 전망치, 2020년, 2025년은 예측치
주3. Si는 Si(실리콘)으로 제조한 파워반도체
주4. SiC/GaN은 SiC(탄화규소), 혹은 GaN(갈륨나이트라이드)로 제조한 파워 반도체
3. 향후의 가능성과 장래 예측
3-1. 수요분야별 파워반도체 2020년의 파워반도체 세계시장규모는 231억달러가 될 것으로 예측된다. 2014년부터 2020년까지의 연평균성장률(CAGR)은 6.4%가 되어, 2020년의 시장규모는 2014년의 1.5배로 확대될 것으로 본다. 2020년 이후도 산업과 자동차용 수요가 시장을 견인하여, 파워반도체의 2025년 세계시장규모는 339억 1,000만달러, 2020년부터 2025년까지의 연평균성장률은 8.0%로 예측된다.
산업분야는 신 에너지, 서브모터, UPS, 철도용 파워반도체의 수요가 증가한다. 태양광 발전은 일본・미국, 풍력 발전은 유럽이 주된 수요의 중심이 될 것으로 보인다. 또, 산업용 로봇과 NC공장기계, 반도체 제조장치도 견조하게 추이되어 서브모터용 IPM이 증가한다. 철도는 중국시장 이외에 동남아시아, 인도, 남미의 투자가 전망된다. 2020년 이후는 동남아시아와 중남미에서도 전력설비 등의 인프라에 대한 투자가 활발화할 것으로 추측된다. 따라서, 내압 3.3kV이상의 IGBT모듈의 출하수량이 증가할 것으로 예측된다.
자동차용 파워반도체는 EURO VI(유럽의 자동차 배기가스 규제)에 대응하기 위하여 차량의 전동화가 본격화하고 있으며, 이와 함께 차량용 MOSFET, IGBT의 출하수량이 확대된다. 신규 수요분야는 자동차용 LED라이트의 보급, ISO26262에 따른 ECU의 이중화, ADAS용 센서의 채용 확대 등이 있다.
LED의 채용은 자동차에서도 진행되고 있으며, 헤드라이트만으로 2~3개의 MOSFET이 탑재된다. 현재는 고급차가 중심이지만 2020년 이후는 중간급 이하에서도 LED의 채용이 진행되어, 차량용 LED용 MOSFET, 다이오드의 수요가 늘어날 것으로 본다.
또, ISO26262에 대응하기 위하여 액추에이터와 ECU의 이중화가 진전할 가능성이 높아, 모터를 구동하는 파워반도체의 수도 2배 증가한다. ADAS용 센서(레이더, 카메라)도 배터리를 강압하기 위해서 MOSFET이 필요하다. 자동운전 자동차의 보급이 기대되고, 차량 1대당 탑재되는 레이더와 카메라의 수가 증가 기조이므로 이와 함께 MOSFET의 출하 수량도 확대될 것으로 예측된다.
3-2. SiC, GaN파워반도체 SiC(탄화규소), GaN(갈륨나이트라이드)파워반도체의 세계시장규모는 2020년에 14억 5,000만달러, 2025년에 31억 3,000만달러에 달할 것으로 예측된다. 2014년부터 2020년까지의 연평균성장률은 47.6%, 2020년부터 2025년까지는 16.6%로 예측된다. 앞서서 시장이 형성되고 있는 SiC파워반도체는 6인치 SiC웨이퍼의 양산이 본격화되는 2020년부터 SiC트랜지스터, 풀 SiC모듈의패용이 증가한다. 수요의 중심은 내압 1200V 이상의 영역으로, 이미 탑재되고 있는 철도와 산업기기용 고주파 전원, 태양광 발전용 PCS(파워 컨디셔너)용의 수량 확대가 전망된다. 자동차용은 온보드 차저(차량용 충전기)에서부터 채용이 시작되고 있으며, 2020년까지는 내압 600V 이하의 승압 컨버터와 DC/DC 컨버터용이 중심이 된다. 2020년 이후는 주기 모터용 메인 인버터에 대한 채용도 시작되어, 자동차용 풀SiC모듈의 수요도 증가한다.
GaN파워반도체는 2016년부터 서버와 통신기지국, PC용 AC어댑터, FPD 등의 전원회로에 GaN트랜지스터의 채용이 시작된다. 고주파 스위칭을 이용한 인덕터 등 수동부품의 사이즈 축소로 이어져, 전원회로의 소형・슬림화가 실현 가능해진다. 또, GaN트랜지스터로 HV/EV용 온보드 차저와 DC/DC 컨버터를 검토하고 있는 자동차 메이커와 전장기기 메이커도 있으며, 2020년경부터 양산차에 대한 채용이 진행된다. 또한, 비접촉 급전시스템과 자동운전용 레이저스캐너에 대한 응용도 연구되고 있어, 2020년 이후는 자동차분야에서의 탑재용도 확대도 기대된다.
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