세계 전력 반도체 시장 동향 (KIET)
□ 개요
- 일본 후지경제는 가전제품이나 디지털 기기를 비롯해 차세대 자동차의 구동 모터용 인버터, 신에너지 시스템의 컨디셔너 등 다양한 기기의 전력 손실을 억제하고 전력을 최적으로 제어하는 파워 반도체 디바이스(이하, 파워 반도체) 세계 시장을 조사함.
□ 세계 파워 반도체 관련 시장
○ 파워 반도체 시장 동향
- 다이오드 3개 품목, 트랜지스터 3개 품목, 사이리스터 1개 품목, 파워 모듈 2개 품목, 파워 IC 1개 품목, 차세대 파워 반도체 4개 품목을 대상으로 함.
- 세계적인 에너지 절감 의식이나 환경의식 향상으로 인해 파워 반도체에 대한 주목도가 높아지고 있음. 또한, 응용 영역도 확산되고 있음.
- 2010년 시장은 에너지 절감 가전 니즈의 확대, 가전제품/디지털 기기의 다기능화와 콤팩트화, 차세대 자동차나 고속철도의 세계적인 보급, 신에너지 시스템의 증가에 의해 파워 반도체 수요가 높아져 전년대비 26.9% 증가한 2조681억 엔이었음.
- 시장의 40%를 차지해 가장 시장규모가 큰 것이 파워 IC임. 그 다음으로 큰 것이 트랜지스터로 시장의 32%를 구성함. 전년대비 54.9% 증가로 가장 큰 성장을 보인 것이 지속적인 수급 압박에 놓여 있는 파워 모듈임. 이어서 성장률이 높은 것이 파워 IC, 차세대 파워 반도체의 순임.
- 차세대 파워 반도체는 특히 전력손실을 줄이는 목적에서 큰 수요가 기대되고 있어 2020년에는 2010년 대비 22.1배로 가장 높은 성장률을 기록할 것으로 예측됨.
- 일본 국내에서는 동일본 대지진의 영향으로 태양광 발전 시스템 등에 대한 관심이 다시 높아졌고, 중국 등에서는 풍력발전 시스템에 대한 투자가 활발해지고 있어 각종 인버터와 컨디셔너의 수요 확대가 예상됨.
- 또한, 현재 실증실험이 진행되고 있는 스마트 그리드에서도 이 파워 반도체가 중요한 역할을 할 것임에는 틀림이 없음.
- 향후 시장은 순조롭게 확대되어 2020년에는 2010년 대비 2.2배인 4조4,887억 엔이 예측됨.
○ 파워 반도체 구성부재/파워 반도체 제조장치
- 파워 반도체 구성부재는 SIC 단결정 웨이퍼, GaN 단결정 웨이퍼, 소자 접합재, 몰드 수지재(봉지재), 리드프레임용 부재, 가열기판, 본딩 와이어의 7개 품목을 대상으로 함. 2010년 시장은 전년대비 27.0% 증가한 1,055억 엔이었음. 2020년에는 2010년 대비 3.4배인 3,555억 엔이 예측됨.
- 파워 반도체 제조장치는 에피텍셜 막 성장장치/MOCVD, 이온 주입장치, 열처리 장치, 플라즈마 CVD, 드라이 에칭장치, 웨이퍼 다이싱 장치, 테스터, 외관검사 장치 9개 품목을 대상으로 함. 2010년 시장은 전년대비 9.9% 증가한 1,296억 엔이었음. 2020년에는 2010년 대비 2.8배인 3,659억 엔이 예측됨.
- 두 시장 모두 파워 반도체 용도로서는 충분한 시장을 형성하고 있지 않지만, 파워 반도체 시장의 확대와 함께 성장할 것으로 보임.
□ 파워 반도체 주목 시장
○ 차세대 파워 반도체
- SIC-SBD(숏키 배리어 다이오드), GaN 계열 파워 반도체 디바이스, SIC-FET(전계 트랜지스터), 다이아몬드 계열 파워 반도체 디바이스를 대상으로 함.
- 2010년 시장은 전년대비 21.3% 증가한 57억 엔이었음. 현 시점에서 시장이 대두되고 있는 것은 SIC-SBD뿐임. SIC-SBD 시장은 2001년에 일어나 구미 메이커가 앞서가고 있음. 애플리케이션으로는 서버용 전원이나 UPS 등 정보통신기기 분야가 80% 이상을 차지하고 있지만, 2009년부터는 태양광 발전 시스템에 사용하는 것이 검토되기 시작해 2011년에는 본격적으로 사용될 것으로 보임. 또한, 전기자동차나 공조기기용에서도 평가 목적으로 사용되기 시작함.
- GaN 계열 파워 반도체 디바이스는 지금까지 일부 메이커에서 샘플이 출하되는 정도였지만, 2011년부터 양산이 진행되고 있어 서버의 DC-DC 컨버터 등 정보통신기기 분야용에서 실적을 올릴 것으로 전망됨. 본격적인 전개는 2012년 이후가 될 것으로 보이며 2015년에는 140억 엔의 실적이 예측됨.
- SIC-FET도 현재로서는 샘플이 출하되는 정도로, 2011년부터 양산이 진행되고 있지만, 실적이 나타나는 것은 2012년 이후가 될 것임. 신에너지, 산업 분야, 철도차량 분야, 정보통신기기 분야에서 실적이 있을 것으로 예상됨. 2015년에는 136억 엔이 예측됨.
- 절연파괴 전계나 전하이동도 등이 뛰어난 다이아몬드 계열 파워 반도체 디바이스가 고내압, 저전력 손실, 고속 응답이 요구되는 분야에 사용될 것으로 기대되지만, 현재로서는 2020년 전후가 되어야 제품화될 것으로 예측됨.
○ 파워 모듈
- GBT 모듈, 인텔리전트 파워 모듈을 대상으로 하고 있음. IGBT 모듈은 주로 산업용 인버터나 서보팬, 송풍기 등의 모터 제어, 철도차량의 인버터/컨버터 등에 사용되고 있음. 인텔리전트 파워 모듈은 주로 에어컨이나 냉장고 등의 백색가전, 전자조리기 외에 자동차용 에어컨, 산업기계의 모터 제어 등에도 사용되고 있음.
- 2010년 시장은 전년대비 54.9% 증가한 2,990억 엔이었음. IGBT 모듈은 수요 확대에 대해 설비투자 지연으로 인해 일시적으로 공급 부족에 빠졌지만, 각 메이커들이 생산능력을 확대하고 있어 2011년에도 증산이 진행될 것으로 보임.
- 인텔리전트 모듈은 백색가전의 컴프레서나 팬모터의 인버터 제어용으로 사용되어 주로 중국에서 수요가 성장하고 있으며, 실적은 전년대비 2배가 됨. 2011년에도 계속해서 수요가 늘고 있음.
- IGBT 모듈과 인텔리전트 모듈 모두 앞으로도 왕성한 수요를 배경으로 시장이 확대될 것으로 예상됨.
□ 파워 일렉트로닉스 기기 주목 시장
○ 차세대 자동차 구동 모터용 인버터
- HV, PHV, EV, FCV용을 대상으로 함. 2010년 시장은 전년대비 21.4% 증가한 102만 대였음.
- 앞서가는 HV용이 시장의 99%를 차지함. 석유가격 상승과 함께 에너지나 환경문제에 대한 관심이 높아지고 있어 당장 차세대 자동차의 성장을 뒷받침할 것으로 보임.
- 2020년 시장은 2010년 대비 17.8배인 1,814만 대가 예측됨. PHV, EV, FCV용도 서서히 증가하기 때문에 HV용이 차지하는 시장점유율은 59.2%가 될 것으로 보임.
○ 태양광 발전용 파워 컨디셔너
- 태양전지 모듈로 발전되는 전력은 직류여서 사용하거나 충전하기 위해서는 교류로 변환할 필요가 있음. 아울러 전압이나 주파수의 조정, 시스템 운전의 자동관리도 필요함. 이러한 기능을 하기 위해 파워 컨디셔너가 사용됨.
- 일본 국내에서는 2009년에 부활한 보조금 제도 등이 계기가 되어 수요가 견조하게 성장하고 있음. 해외에서는 유럽에서 발전차액지원제도 정책을 통해 수요를 확대함. 2011년에는 그 반동으로 감속하고 있지만, 수요는 확대될 전망임.
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