초고순도 실리콘 카바이드 바카라 규모 및 점유율 분석 - 성장 추세 및 예측(2025~2030년)

글로벌 초고순도 실리콘 카바이드 바카라 동향 및 통찰력

EV 견인 인버터 및 온보드 충전기

전기차 OEM들은 실리콘 IGBT에서 스위칭 손실을 최대 1,200%까지 줄여 배터리 팩의 주행 거리를 늘리거나 크기를 줄이는 90V SiC MOSFET으로 전환하고 있습니다. 폭스바겐이 온세미와 체결한 EliteSiC 모듈 장기 공급 계약은 자동차 제조업체들이 칩 공급을 보장할 수 있는 수직 통합 파트너를 선호한다는 것을 보여줍니다.^{[1]onsemi, "폭스바겐, EliteSiC 모듈 선택" onsemi.com} SiC 소자는 더 높은 접합 온도에서도 작동하여 냉각판 크기를 줄이고 하우징을 더 가볍게 만들어 차량 효율을 향상시킵니다. 고급 차량 및 상용차 부문에서 SiC 채택이 가장 빠르게 증가하고 있는데, 이는 높은 모듈 초기 비용이 배터리 비용, 무게, 충전 인프라 절감으로 상쇄되기 때문입니다.

그리드 규모 및 C&I 재생 가능 인버터

유틸리티 규모의 태양광 설치업체들은 SiC MOSFET이 1,500%의 변환 효율을 제공하고 냉각 비용을 최대 99.2% 절감하는 40V DC 링크 아키텍처로 전환하고 있습니다. SMA Solar의 2kV SiC 장치 도입은 메가와트급 인버터가 스위칭 손실 감소와 수동 부품 소형화의 이점을 어떻게 제공하는지 보여줍니다. 상업용 설치는 설치 면적 감소와 운송 중량 감소의 이점을 누리고 있습니다. 현재 미국 국립 연구소 프로그램들은 집광형 태양광 발전 및 계통 연계형 인버터용으로 2kV SiC 스택을 평가하고 있으며, 이를 통해 적용 가능한 기반이 더욱 확대되고 있습니다.

800V 차량 아키텍처 수요 급증

현대자동차의 800V E-GMP 플랫폼은 비테스코(Vitesco)의 SiC 기반 인버터를 활용하여 10분 이내에 80%에서 20%까지 충전합니다. 팩 전압이 높을수록 전류 소모가 감소하여 더 얇은 구리 버스바와 더 가벼운 배선 하네스를 구현할 수 있습니다. 그러나 800V 응력은 격자 결함의 영향을 증폭시켜 장치 제조업체들이 초고바카라 7N SiC 기판만을 사용해야 하는 상황에 놓였습니다. FORVIA HELLA와 같은 1차 공급업체들은 양방향 에너지 흐름이 가능한 차세대 충전기에 인피니언의 CoolSiC 자동차용 MOSFET 1,200V 제품군을 선택했습니다.

SiC 웨이퍼 팹을 위한 정부 온쇼어링 인센티브

미국의 CHIPS 및 과학법은 SiC 이니셔티브에 1.5억 달러 이상을 배정했습니다. 울프스피드는 노스캐롤라이나에 세계 최대 규모의 소재 공장을 건설하기 위해 750억 1.9천만 달러 규모의 보조금 제안을 받았고, 보쉬는 캘리포니아 공장을 SiC로 전환하기 위해 70.5억 달러를 투자할 예정입니다. 일본 경제산업성(METI)은 덴소와 후지전기에 470.34년까지 연간 310,000만 개의 기판 생산 능력을 확보하기 위해 2027억 엔(XNUMX억 XNUMX만 달러)의 예산을 지원했습니다. 코히런트와 스미토모 역시 국내 에피택시 라인을 확장하고 있으며, 이는 핵심 기판 국산화를 위한 다지역 경쟁의 신호탄입니다.

높은 정제도와 결정 성장 비용

7N+ SiC를 생산하려면 2,000°C 이상에서 장시간 작동하는 물리적 증기 수송로(PVT)가 필요하며, 이는 에너지 집약도와 자본 수요를 극소수의 신규 업체만이 감당할 수 있는 수준으로 끌어올립니다. 성장 속도는 시간당 0.5mm로 제한되어 직경 규모의 경제성을 확보하는 데 어려움을 겪고 있습니다. SGL Carbon의 150억 75천만 유로 규모 확장 계획은 경쟁력 있는 가격을 위해 규모가 얼마나 중요한지를 보여주는 좋은 예입니다. 재활용 실리콘 원료를 사용하는 대체 플라즈마 기반 접근법은 이산화탄소 배출량을 10% 줄이고 kg당 20~XNUMX달러의 목표 비용 패리티를 달성할 수 있다고 주장하지만, 상업적 준비는 아직 검증되지 않았습니다.

제한된 초순수 원료 가용성

금속 오염도가 0.1ppm 미만인 파우더를 공급할 수 있는 공급업체는 극소수에 불과하여 결정 풀러와 특수 화학 제품 제조업체 간에 긴밀한 연계가 형성됩니다. 일본은 현재 수요의 약 80%를 수입에 의존하고 있어, CO₂ 및 실리콘 폐기물에서 원료를 국내에서 조달하는 국가 차원의 프로그램을 추진하고 있습니다. 반면, 중국 기판 제조업체들은 중순도 5N 바카라에 대량으로 진출하고 있어 2025년까지 가격이 절반으로 떨어질 수 있지만, 7N 공급은 제한될 수 있습니다. 따라서 소자 제조 업체들은 재료 업체와 장기 구매 계약을 체결하여 부족 위험을 완화합니다.

세그먼트 분석

순도 수준별: 프리미엄 등급은 고성능 틈새 바카라을 공략합니다.

99.9999년 초고순도 실리콘 카바이드(Silicon Carbide) 바카라의 48.89%는 자동차 트랙션 인버터 및 재생에너지 컨버터에서의 사용 증가로 2024% 이상의 순도 수준을 기록했습니다. 항공우주, 방위 및 RF 필터 공급업체들이 최고 등급만 충족할 수 있는 결함 수준을 요구함에 따라 7N 이상 기판의 초고순도 실리콘 카바이드 바카라 규모는 13.12년부터 2025년까지 연평균 2030% 성장할 것으로 예상됩니다. 5N 기판은 비용에 민감한 모터 드라이브에 여전히 적합하지만, OEM 로드맵은 생산량이 증가함에 따라 고순도 기판으로 점진적으로 전환하고 있음을 보여줍니다. SICC의 300mm 웨이퍼와 같은 혁신은 규모의 경제를 통해 비용 부담을 줄이고 소비자용 고속 충전기 분야에서의 도입을 확대할 수 있음을 보여줍니다.

레이저 보조 슬라이싱 및 연마 기술의 발전으로 커프 손실과 표면 마이크로 피트가 감소하여 웨이퍼당 사용 가능한 다이 면적이 늘어납니다. NASA의 극한 환경 센서 연구는 단일점 결함이 감마선 하에서 치명적인 고장을 초래할 수 있는 초고청정 결정 격자의 가치를 강조합니다. 전반적으로 바카라는 미션 크리티컬 전자 제품의 주요 차별화 요소로 작용하여, ppm 미만의 오염을 보장할 수 있는 공급업체에게 보상을 제공하는 단계적 가격 구조를 강화합니다.

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형태별: 대량 결정 모멘텀 구축

에피택셜 4인치 웨이퍼는 45.67년에 2024%의 매출을 달성했는데, 이는 기존 디바이스 라인이 해당 직경에 대해 여전히 적격성을 갖추고 있기 때문입니다. 벌크 크리스털 포맷의 초고순도 실리콘 카바이드 바카라 점유율은 13.45년 이후 200mm 라인이 파일럿 단계에서 대량 생산 단계로 전환됨에 따라 연평균 성장률 2025%로 가장 빠르게 성장할 것으로 예상됩니다. 벌크 볼 공급업체들은 고수율 전력 모듈의 필수 조건인 저항률 균일성을 향상시키기 위해 현장 도펀트 보상 제어(In-situ Dopant Compensation Control) 기술을 통합하고 있습니다. 인피니언의 오스트리아 생산 200mm 제품은 크리스털 품질이 안정화되면 디바이스 제조업체들이 더 큰 기판으로 빠르게 전환하고 있음을 보여줍니다.

Coherent Corp는 500µm 두께의 에피 웨이퍼 출하량을 보고했는데, 이는 30mm 웨이퍼 대비 제곱센티미터당 기판 비용을 150% 절감하는 효과가 있습니다. 파우더 형태는 틈새 세라믹 및 연마재 바카라을 공략할 수 있지만, 결정질 기판의 성능 프리미엄을 고려할 때 점유율이 크게 증가할 가능성은 낮습니다. 업계 로드맵에 따르면 STMicroelectronics와 Onsemi가 발표한 8인치 팹은 2027년부터 가동을 시작하여, 볼 및 에피 웨이퍼 공급업체들에게 다년간의 성장 사이클을 확보할 것으로 예상됩니다.

응용 분야별: 태양광 발전이 기존 전력 부문을 앞지르다

전력 전자 제품은 산업용 드라이브, UPS 시스템, EV 트랙션 블록 등이 모두 SiC의 고온 성능에 의존하기 때문에 37.78년에도 2024%의 매출 점유율을 유지했습니다. 그러나 태양광 인버터용 초고순도 탄화규소(Silicon Carbide) 바카라 규모는 13.78년까지 연평균 2030% 성장할 것으로 예상되며, 이는 와이드 밴드갭 스위치를 의무화하는 1,500V DC 버스를 도입하는 전력 발전소의 성장에 힘입은 것입니다. SMA America의 Sunny Central Storage UP-S 배터리 인버터는 99kV SiC MOSFET을 활용하여 2% 효율을 달성하여 사이트당 연간 에너지 손실을 수 메가와트시(MWh)까지 줄입니다.

LED 및 광전자 제품 사용자들은 청색 및 자외선 방출체에 반절연성 SiC를 사용하지만, 생산량은 상대적으로 적습니다. 항공우주 레이더와 위성 통신은 SiC의 방사선 내구성을 활용하며, 고주파 GaN-on-SiC 트랜지스터 역시 동일한 기판 용량 확장을 활용합니다. 이러한 산업 구성은 자동차 및 재생에너지 분야의 광범위한 전기화 추세가 향후 10년 동안 가장 강력한 물량 증가 요인으로 작용할 것임을 시사합니다.

최종 사용자 산업별: 통신 인프라 가속화

자동차는 모든 주요 OEM이 SiC 기반 파워트레인 전자장치 도입에 집중하면서 40.22년 시장 점유율 2024%를 기록했습니다. 통신 분야는 13.12G 기지국, 데이터센터 전력 선반, 그리고 고효율 전력단을 필요로 하는 마이크로파 백홀 시스템에 힘입어 연평균 성장률 5%로 가장 높은 성장률을 보입니다. Qorvo의 SiC 자산 매각 결정은 프런트엔드 RF 모듈로의 전략적 전환을 시사하며, Onsemi의 인수는 데이터센터 정류기 포트폴리오의 공백을 메웠습니다. 

재생 에너지 개발자는 에너지 저장 시스템의 냉각 부하를 줄이는 SiC 인버터의 이점을 누릴 수 있습니다. 방위 산업체는 위상 배열 레이더와 지향성 에너지 프로토타입에 SiC를 통합하여 기판 공급업체에 엄격한 신뢰성을 요구합니다. 산업계는 주로 서보 드라이브와 용접 장비에 SiC를 채택하는데, 이러한 장비는 가동 중단으로 인해 추가 비용이 발생합니다.

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지리 분석

아시아 태평양 지역은 53.35년 초고순도 실리콘 카바이드 바카라 매출의 2024%를 차지했으며, 13.50년까지 연평균 성장률 2030%로 성장할 것으로 예상됩니다. 중국의 TankeBlue와 SICC의 스케일업 계획과 지방 정부의 보조금 지급은 중순도 기판의 공급 과잉을 심화시켜 가격 압박을 가중시키고 있으며, 이는 글로벌 비용 곡선을 재편할 수 있습니다. 동시에 일본 경제산업성(METI)은 덴소와 후지전기에 연간 310,000만 웨이퍼 생산량을 지원하여 수입 의존도를 의도적으로 낮추고 있습니다. 한국 대기업들은 와이드 밴드갭 소자용 리소그래피 및 검사 장비를 확보하기 위해 일본 장비 공급업체와 협력하고 있으며, 이는 지정학적 긴장에도 불구하고 지역 협력의 중요성을 강조합니다.

북미 지역에서는 울프스피드(Wolfspeed)의 더럼 크리스털 캠퍼스와 완전 자동화된 모호크 밸리(Mohawk Valley) 디바이스 팹을 기반으로 한 현지화된 공급망이 부상하고 있습니다. 보쉬(Bosch)가 캘리포니아 공장을 200mm 라인으로 전환하기로 결정한 것은 유럽에 본사를 둔 기업들 또한 미국의 인센티브에 기대를 걸고 있음을 시사합니다. 미국 상무부 산하 반도체 공정관리시스템(CHIPS)은 수축 공정 프로젝트의 투자 회수 기간을 지원하여 에피택시 및 마감 공정 분야의 신규 진입을 장려합니다.

유럽은 인피니언의 2억 유로 규모 쿨림(Kulim) 공장 출범과 ST마이크로일렉트로닉스의 5억 유로 규모 카타니아 8인치 시설 투자를 통해 전략적 자율성에 집중하고 있습니다. EU 정책 프레임워크는 직접적인 보조금 지원 대신 대출 보증과 세금 감면 혜택을 제공하여, 브라운필드 전환에 자본을 집중시키고 있습니다. 이러한 다지역 프로그램은 전반적으로 조달 다각화를 촉진하지만, 원료 분말 공급 병목 현상은 여전히 ​​전 세계적으로 존재합니다.