تقرير سوق أجهزة كربيد السيليكون عالية الجهد لعام 2025: محركات النمو، الابتكارات التكنولوجية، والتوقعات الاستراتيجية حتى عام 2030

• الملخص التنفيذي ونظرة عامة على السوق
• الاتجاهات التكنولوجية الرئيسية في أجهزة كربيد السيليكون عالية الجهد
• المشهد التنافسي واللاعبون الرئيسيون
• توقعات نمو السوق (2025-2030): معدل النمو السنوي المركب، تحليل الإيرادات والحجم
• تحليل السوق الإقليمي: أمريكا الشمالية، أوروبا، منطقة آسيا والمحيط الهادئ، وبقية العالم
• التحديات والمخاطر وحواجز دخول السوق
• الفرص والتوصيات الاستراتيجية
• آفاق المستقبل: التطبيقات الناشئة والتوقعات طويلة الأجل
• المصادر والمراجع

الملخص التنفيذي ونظرة عامة على السوق

أجهزة كربيد السيليكون (SiC) عالية الجهد تقوم بتحويل مشهد الإلكترونيات العالية السرعة بسرعة، مما يوفر مزايا كبيرة مقارنة بالمكونات التقليدية المصنوعة من السيليكون. هذه الأجهزة، التي تشمل وحدات MOSFET وديودات SiC، مصممة للعمل بكفاءة عند فولتية عادةً تتجاوز 1،200 فولت، مما يجعلها مثالية للتطبيقات الأكثر تطلبًا مثل السيارات الكهربائية (EVs)، وأنظمة الطاقة المتجددة، ومحركات الصناعات، والشبكات الكهربائية.

السوق العالمي لأجهزة SiC عالية الجهد يستعد لنمو قوي في عام 2025، مدفوعًا بتسارع الاتجاهات في الكهرباء والحاجة الملحة للكفاءة في استخدام الطاقة. وفقًا لـ Yole Group، من المتوقع أن يتجاوز سوق أجهزة SiC 3 مليارات دولار في عام 2025، مع أخذ شرائح عالية الجهد حصة كبيرة بفضل اعتمادها في محولات السيارات الكهربائية، وبنية الشحن السريع، ومحولات الطاقة المتجددة المرتبطة بالشبكة. الخصائص المادية الفائقة لـ SiC – مثل جهد انهيار أعلى، موصلية حرارية أكبر، وفقدان منخفض للتبديل – تمكّن مصممي الأنظمة من تحقيق كثافات طاقة أعلى، وتقليل متطلبات التبريد، وتحسين موثوقية النظام بشكل عام.

تشمل الشركات الرائدة في الصناعة، مثل Wolfspeed، STMicroelectronics، Infineon Technologies، وonsemi، استثمارات كبيرة في توسيع إنتاج رقائق SiC وقدرة تصنيع الأجهزة لتلبية الطلب المتزايد. على سبيل المثال، أعلنت STMicroelectronics عن استثمارات كبيرة في سلسلة إمدادات SiC الخاصة بها، بهدف تأمين نمو على المدى الطويل والاستجابة لاحتياجات العملاء من قطاعي السيارات والصناعة.

يظل القطاع الآلي هو أكبر وأسرع سوق نهائي لأجهزة SiC عالية الجهد، خاصة مع انتقال مصنعي السيارات إلى هياكل EV بمستويات جهد 800 فولت لتمكين الشحن الأسرع ونطاقات القيادة الأطول. وفقًا لـ IDC، من المتوقع أن يتسارع اعتماد SiC في مجموعات نقل الطاقة الكهربائية في عام 2025، مع دمج الشركات المصنعة الرائدة لمحوّلات تعتمد على SiC وشواحن متكاملة. بالإضافة إلى ذلك، يتزايد اعتماد أجهزة SiC في قطاع الطاقة المتجددة في محولات الطاقة الشمسية ومحولات طاقة الرياح لتعزيز الكفاءة وتقليل حجم النظام.

باختصار، يتميز سوق أجهزة SiC عالية الجهد في عام 2025 بالتقدم التكنولوجي السريع، وتوسيع القدرة الإنتاجية، والطلب القوي من قطاعات السيارات والطاقة المتجددة. من المتوقع أن تؤدي هذه الاتجاهات إلى دفع التوسع المستمر والابتكار في السوق، مما يضع SiC كأحد التقنيات الأساسية للإلكترونيات عالية الجهد على الجيل القادم.

الاتجاهات التكنولوجية الرئيسية في أجهزة كربيد السيليكون عالية الجهد

أجهزة كربيد السيليكون (SiC) عالية الجهد في طليعة الابتكار في الإلكترونيات، إذ تقدم مزايا كبيرة مقارنة بالمكونات التقليدية المبنية على السيليكون من حيث الكفاءة والأداء الحراري وقدرة التحمل على الجهد. مع نضوج السوق في عام 2025، يتم تشكيل عدة اتجاهات تكنولوجية رئيسية تطوير واعتماد أجهزة SiC عالية الجهد عبر صناعات مثل السيارات الكهربائية (EVs)، والطاقة المتجددة، وأنظمة الطاقة الصناعية.

• التقدم في تكنولوجيا رقائق 200 مم: الانتقال من رقائق SiC بقياس 150 مم إلى 200 مم يتسارع، مدفوعًا بالحاجة إلى إمكانية الإنتاج العالية وتخفيض تكاليف التصنيع. تستثمر الشركات الرائدة في خطوط إنتاج رقائق 200 مم، مما يمكّن من تحسين العائدات وتقليل التكاليف. من المتوقع أن يؤدي هذا الانتقال إلى خفض كبير في تكلفة كل أمبير من أجهزة SiC، مما يجعلها أكثر تنافسية مع البدائل القائمة على السيليكون (Wolfspeed).
• اختراقات في هياكل الأجهزة: تساعد الابتكارات مثل وحدات MOSFET الرباعية وهياكل كاسكاد المكدسة على تعزيز أداء أجهزة SiC عالية الجهد. تقدم هذه الهياكل مقاومة منخفضة، وجهود حجب أعلى (تصل إلى 3.3 كيلو فولت وما بعدها)، وموثوقية محسنة، وهي ضرورية لتطبيقات تتطلب الأداء العالي مثل بنية الشبكة ومحولات الجر (STMicroelectronics).
• تكامل التحكم الرقمي والتناظري: يمكّن تكامل محركات البوابة المتطورة والدوائر الرقمية من تحسين عمليات تشغيل أجهزة SiC بكفاءة عند الفولتيات العالية. يدعم هذا الاتجاه تطوير وحدات الطاقة الذكية التي تجمع بين وحدات MOSFET SiC مع ميزات استشعار و حماية مدمجة، مما يسهل تصميم الأنظمة ويحسن الأمان (Infineon Technologies AG).
• الموثوقية المحسنة والمعايير المؤهلة: مع دخول أجهزة SiC إلى القطاعات الحيوية، تركز الشركات المصنعة على اختبارات موثوقية صارمة والامتثال لمعايير دولية مثل AEC-Q101 لتطبيقات السيارات. تساهم تقنيات التعبئة المحسنة، بما في ذلك الفضة المسحوقة والركائز الخزفية المتقدمة، في تعزيز قوة الأجهزة وإدارة الحرارة (onsemi).
• التوسع في شرائح الجهد العالي جدًا: يفتح تطوير أجهزة SiC المصممة لتتحمل 10 كيلو فولت وما فوق فرصاً جديدة في نقل الجهد العالي المستمر (HVDC) وأنظمة الطاقة المتجددة الكبيرة. تعد هذه الوحدات SiC ذات الجهد العالي جدًا بتقليل حجم النظام، والوزن، وفقدان الطاقة مقارنةً بالحلول التقليدية المستندة إلى السيليكون (Cree, Inc.).

بشكل جماعي، تقود هذه الاتجاهات التكنولوجية التطور السريع والاعتماد الواسع لأجهزة SiC عالية الجهد، مما يجعلها أساسًا للإلكترونيات عالية الجهد للجيل القادم في عام 2025 وما بعده.

المشهد التنافسي واللاعبون الرئيسيون

يتميز المشهد التنافسي لأجهزة كربيد السيليكون (SiC) عالية الجهد في عام 2025 بالابتكار السريع، والشراكات الاستراتيجية، والاستثمارات الكبيرة من قبل عمالقة أشباه الموصلات الراسخين وشركات التكنولوجيا المتخصصة في SiC. يقود السوق الطلب المتزايد على الإلكترونيات عالية الكفاءة في السيارات الكهربائية (EVs)، وأنظمة الطاقة المتجددة، والتطبيقات الصناعية، حيث توفر أجهزة SiC أداءً ممتازًا مقارنة بالمكونات التقليدية القائمة على السيليكون.

تشمل الشركات الرئيسية التي تهيمن على سوق أجهزة SiC عالية الجهد Infineon Technologies AG، onsemi، STMicroelectronics، Wolfspeed, Inc.، وROHM Co., Ltd.. قامت هذه الشركات بتأسيس سلاسل إمدادات قوية، وقدرات تصنيع متقدمة، ومحافظ ملكية فكرية واسعة، مما يمكنها من الحفاظ على ميزة تنافسية.

• Infineon Technologies AG قد وسعت مجموعة منتجات SiC الخاصة بها واستثمرت في مرافق تصنيع جديدة، مثل مصنعها في كوليم في ماليزيا، لتلبية الطلب المتزايد على MOSFETs وديودات SiC عالية الجهد، خصوصًا في قطاعات السيارات والصناعة (Infineon Technologies AG).
• onsemi تعززت مكانتها من خلال التكامل العمودي، مما يضمن إمدادات شرائح SiC على المدى الطويل وزيادة الإنتاج في مصنعها بجمهورية التشيك. تستهدف مجموعة EliteSiC الخاصة بالشركة شرائح النمو العالية مثل محولات جر EV وبنية الشحن السريع (onsemi).
• STMicroelectronics تواصل الاستثمار في قدرة SiC، مع التركيز على العملاء من قطاع السيارات والصناعة. تؤكد اتفاقيات الإمداد طويلة الأجل والشراكات مع صانعي السيارات على التزامها بتوسيع اعتماد SiC (STMicroelectronics).
• Wolfspeed, Inc. تظل رائدة في التكنولوجيا، مستفيدة من سلسلة إمدادات SiC الشاملة لديها وأكبر منشأة لتصنيع مواد SiC في العالم في كارولينا الشمالية. تركز الشركة على منصات جهد 800 فولت وما فوق، مما يضعها في طليعة تطبيقات EV وتكنولوجيا الشبكة من الجيل القادم (Wolfspeed, Inc.).
• ROHM Co., Ltd. قد وسعت عروضها من أجهزة SiC وعززت التعاون مع الشركاء في السيارات والصناعة، بهدف تسريع تسويق وحدات SiC عالية الجهد (ROHM Co., Ltd.).

يشكل المشهد التنافسي أيضًا تحديات جديدة، وشراكات مشتركة، ومبادرات إقليمية، خاصة في آسيا وأوروبا، حيث تسعى الحكومات وأصحاب المصلحة في الصناعة إلى توطين سلاسل إمداد SiC وتقليل الاعتماد على تقنيات السيليكون التقليدية. ونتيجة لذلك، من المتوقع أن يظل سوق أجهزة SiC عالية الجهد في عام 2025 ديناميكيًا، حيث يستفيد اللاعبون الرئيسيون من القوة، والابتكار، والتحالفات الاستراتيجية لالتقاط الفرص الناشئة.

توقعات نمو السوق (2025-2030): معدل النمو السنوي المركب، تحليل الإيرادات والحجم

من المتوقع أن يشهد سوق أجهزة كربيد السيليكون (SiC) عالية الجهد توسعًا قويًا بين عامي 2025 و2030، مدفوعًا بالتبني المتسارع في السيارات الكهربائية (EVs)، وأنظمة الطاقة المتجددة، والإلكترونيات الصناعية. وفقًا لتوقعات Yole Group، من المتوقع أن يحقق سوق أجهزة SiC العالمي معدل نمو سنوي مركب (CAGR) يقارب 30% خلال هذه الفترة، مع تفوق الشرائح عالية الجهد (≥1.2 كيلو فولت) على سوق SiC الكلي بفضل دورها الحاسم في التطبيقات عالية الكفاءة وعالية الطاقة.

تشير توقعات الإيرادات إلى أن شريحة أجهزة SiC عالية الجهد ستتجاوز 6 مليارات دولار بحلول عام 2030، مقارنةً بتقديرات تصل إلى 1.5 مليار دولار في عام 2025. يُعزى هذا الارتفاع إلى الطلب المتزايد على MOSFETs وديودات SiC في محولات جر EV، وبنية الشحن السريع، ومحولات الطاقة المتجددة المرتبطة بالشبكة. تتوقع MarketsandMarkets أن تظل صناعة السيارات هي المساهم الرئيسي في الإيرادات، حيث ستشكل أكثر من 60% من مبيعات أجهزة SiC عالية الجهد بحلول عام 2030، مع انتقال الشركات المصنعة إلى هياكل 800 فولت وما فوق لتحسين الكفاءة والمدى.

من حيث الحجم، من المتوقع أن تنمو شحنات أجهزة SiC عالية الجهد من حوالي 25 مليون وحدة في عام 2025 إلى أكثر من 120 مليون وحدة بحلول عام 2030. تعتمد هذه الزيادة في الحجم على الكهرباء السريعة للنقل وتوسع أنظمة الطاقة المتجددة، خاصة في الصين وأوروبا وأمريكا الشمالية. يسلط OMICS International الضوء على أن منطقة آسيا والمحيط الهادئ ستتولى القيادة من حيث الإيرادات والحجم، مدعومة بسياسات حكومية استباقية واستثمارات في تحديث الشبكات والسيارات الكهربائية.

• M معدل النمو السنوي المركب (2025-2030): ~30% لأجهزة SiC عالية الجهد
• الإيرادات (2030): >6 مليارات دولار (من ~1.5 مليار دولار في 2025)
• الحجم (2030): >120 مليون وحدة (من ~25 مليون وحدة في 2025)

بشكل عام، من المتوقع أن يكون سوق أجهزة SiC عالية الجهد في نمو إضافي، حيث تمثل التطورات التكنولوجية، وتوسيع نطاق الإنتاج، ودعم السياسات المحفزات الرئيسية لتسريع الإيرادات والحجم حتى عام 2030.

تحليل السوق الإقليمي: أمريكا الشمالية، أوروبا، منطقة آسيا والمحيط الهادئ، وبقية العالم

يشهد السوق العالمي لأجهزة كربيد السيليكون (SiC) عالية الجهد نموًا قويًا، حيث يتشكل الديناميكيات الإقليمية من خلال مستويات متفاوتة من التصنيع، والكهربائية، ودعم السياسات. في عام 2025، تقدم أمريكا الشمالية، أوروبا، منطقة آسيا والمحيط الهادئ، وبقية العالم (RoW) فرصًا وتحديات متميزة لاعتماد أجهزة SiC.

أمريكا الشمالية تظل مبتكرة رئيسية، مدفوعة بالاستثمارات القوية في السيارات الكهربائية (EVs)، والطاقة المتجددة، وتحديث الشبكات. تستفيد الولايات المتحدة، بشكل خاص، من وجود مصنعي SiC الرائدين وقطاع السيارات الناضج. تسرع الحوافز الفيدرالية ومبادئ التعليمات الحكومية المحلية لبرنامج الطاقة النظيفة من نشر الإلكترونيات عالية الجهد SiC في السيارات الكهربائية ومحولات الطاقة الشمسية. وفقًا لـ SEMI، من المتوقع أن ينمو الطلب على أجهزة SiC في أمريكا الشمالية بمعدل نمو سنوي مركب يتجاوز 30% حتى عام 2025، مع القيادة من التطبيقات الصناعية والسيارات.

أوروبا تتميز بأهداف نسبية لخفض انبعاثات الكربون وتركيز قوي على النقل الكهربائي. تحفز حزمة “Fit for 55” الخاصة بالاتحاد الأوروبي والسياسات الوطنية الاستثمارات في بنية تحتية EV ودمج الطاقة المتجددة، وكلاهما يفضل أجهزة SiC العالية الجهد لكفاءتها وأداءها الحراري. تتزايد شراكات الشركات المصنعة الكبرى للسيارات والموردين من المستوى الأول مع مقدمي تقنيات SiC. تُظهر تقارير Yole Group أن حصّة السوق الأوروبية من أجهزة SiC من المتوقع أن تصل إلى 25% من الإيرادات العالمية بحلول عام 2025، مع تولي ألمانيا، وفرنسا، والدول الإسكندنافية المناصب الرئيسية لمحركات النمو.

• تعتبر منطقة آسيا والمحيط الهادئ أكبر وأسرع منطقة نمو، بقيادة الصين واليابان وكوريا الجنوبية. تغذي سيطرة الصين في إنتاج السيارات الكهربائية وخطط تحديث الشبكات العدوانية الطلب الضخم على أجهزة SiC. يقوم المصنعون المحليون بتوسيع قدرتهم، وتدعم الحكومات التحفيزات على جانبي العرض والطلب. تستفيد اليابان وكوريا الجنوبية من SiC من أجل التشغيل الآلي الصناعي والسكك الحديدية عالية السرعة. وفقًا لـ IC Insights، من المتوقع أن تمثل منطقة آسيا والمحيط الهادئ أكثر من 50% من شحنات أجهزة SiC العالمية في عام 2025.
• تعتبر أسواق بقية العالم (RoW)، بما في ذلك أمريكا اللاتينية والشرق الأوسط، في مراحل مبكرة من اعتماد SiC. يقود النمو، في الغالب، مشاريع الطاقة المتجددة والأسواق الناشئة للسيارات الكهربائية. بينما تبقى الأحجام متواضعة، من المتوقع أن تؤدي التحولات السياسية والاستثمارات في البنية التحتية إلى زيادة تدريجية في نفاذ أجهزة SiC.

باختصار، بينما تتصدر منطقة آسيا والمحيط الهادئ في الحجم، تعتبر أمريكا الشمالية وأوروبا محورين للابتكار والتطبيقات ذات القيمة العالية، مما يمهد الطريق لسوق ديناميكية ومتنوعة إقليميًا لأجهزة SiC عالية الجهد في عام 2025.

التحديات والمخاطر وحواجز دخول السوق

يواجه سوق أجهزة كربيد السيليكون (SiC) عالية الجهد في عام 2025 مشهدًا معقدًا من التحديات والمخاطر وحواجز دخول السوق التي تشكل دينامياته التنافسية ومسار نموه. بينما تقدم تقنية SiC مزايا كبيرة مقارنةً بالسيليكون التقليدي – مثل الكفاءة الأعلى، والموصلية الحرارية الأكثر، وقدرتها على العمل عند مستويات جهد أعلى – إلا أن هناك عدة عوامل تعيق اعتمادها على نطاق واسع ودخول السوق الجديد.

التحديات التقنية والتصنيعية

• جودة المواد والعائد: لا يزال إنتاج رقائق SiC عالية الجودة بأقل عيوب ممكنة عقبة كبيرة. كثافة العيوب في ركائز SiC أعلى من تلك في السيليكون، مما يؤدي إلى انخفاض العائد وزيادة التكاليف. تتطلب عمليات التصنيع المتقدمة تحسين جودة الرقائق، مما يتطلب استثمارات بحث وتطوير كبيرة وخبرة تقنية (Cree | Wolfspeed).
• موثوقية الأجهزة: تعتبر ضمان موثوقية طويلة المدى لأجهزة SiC عالية الجهد أمرًا حيويًا، خاصةً لتطبيقات السيارات والشبكات. تمثل المشكلات مثل موثوقية أكسيد البوابة والانهيار تحت الحقول الكهربائية العالية مخاطر مستمرة (STMicroelectronics).

حواجز التكلفة

• ارتفاع تكاليف الإنتاج: تكلفة رقائق SiC وتصنيع الأجهزة أعلى بكثير من تكاليف السيليكون، وذلك بسبب كثرة نفقات المواد الخام والخطوات المعقدة للتجهيز. يحد هذا القسط من التكاليف من اعتمادها في القطاعات الحساسة للسعر ويشكل حاجزًا للمشاركين الجدد الذين يفتقرون إلى اقتصادات الحجم (Yole Group).
• النفقات الرأسمالية: يتطلب إنشاء مرافق تصنيع أجهزة SiC استثمارات رأسمالية ضخمة في معدات متخصصة وبنية تحتية نظيفة، مما يزيد من عائق الدخول (Infineon Technologies).

المخاطر السوقية والبيئية

• قيود سلسلة الإمدادات: لا تزال سلسلة إمداد SiC في مرحلة نضوج، مع وجود عدد محدود من الموردين للركائز عالية الجودة والنمو. أي تعطيل يمكن أن يؤثر على توفر الأجهزة والأسعار (Oxford Economics).
• حواجز الملكية الفكرية (IP): تمتلك الشركات الرائدة محفظة واسعة من الملكية الفكرية، مما يجعل من الصعب على المشاركين الجدد الابتكار دون انتهاك براءات الاختراع القائمة (onsemi).
• دورات تأهيل العملاء: تتطلب الأجهزة عالية الجهد SiC، خاصة في التطبيقات الصناعية والسيارات، عمليات تأهيل طويلة وصارمة، مما يؤخر وقت الوصول إلى السوق للمشاركين الجدد (شركة Renesas Electronics).

باختصار، بينما يقدم سوق أجهزة SiC عالية الجهد إمكانيات نمو كبيرة، فإنه يُميز بحواجز تقنية ومالية وتنظيمية عالية تفضل اللاعبين الراسخين وتثبط من دخول المشاركين الجدد في عام 2025.

الفرص والتوصيات الاستراتيجية

يستعد سوق أجهزة كربيد السيليكون (SiC) عالية الجهد في عام 2025 للتوسع بشكل كبير، مدفوعًا بالتبني المتزايد للسيارات الكهربائية (EVs)، وأنظمة الطاقة المتجددة، والإلكترونيات الصناعية. تمكن خصائص SiC الفائقة – مثل جهود الانهيار الأعلى، والموصلية الحرارية الأكبر، وفقدان الطاقة الأقل مقارنة بالسيليكون التقليدي – من تمكين تطبيقات جديدة ومعايير أداء عبر هذه القطاعات.

الفرص:

• السيارات الكهربائية وبنية الشحن: إن التحول العالمي نحو الكهرباء يعزز الطلب على MOSFETs وديودات SiC عالية الجهد في مجموعات نقل الطاقة الكهربائية ومحطات الشحن السريع. تسهم أجهزة SiC في تحسين الكفاءة والقدرة في الشواحن الداخلية والمحولات، مما يدعم مباشرة أهداف صانعي السيارات في زيادة النطاق وسرعة الشحن (STMicroelectronics).
• دمج الطاقة المتجددة: قدرة SiC على التعامل مع الجهود العالية ودرجات الحرارة تجعلها مثالية لمحولات الطاقة الشمسية ومحولات توربينات الرياح، حيث تعتبر الكفاءة والموثوقية من الأمور الحاسمة. مع زيادة التركيبات العالمية للطاقة المتجددة، يزداد السوق القابل للتوجيه لحلول تعتمد على SiC (Infineon Technologies).
• التطبيقات الصناعية والشبكية: تم استخدام أجهزة SiC عالية الجهد بشكل متزايد في محركات الصناعة، ومزودات الطاقة غير المنقطعة (UPS)، وبنية الشبكات الذكية، حيث توفر وفورات في الطاقة وتقليص حجم النظام (Wolfspeed).

التوصيات الاستراتيجية:

• الاستثمار في التكامل العمودي: ينبغي للشركات تأمين إمدادات رقائق SiC والاستثمار في النموذج الداخلي للنمو والتصنيع للحد من مخاطر سلسلة الإمداد والسيطرة على التكاليف حيث تبقى القيود على العرض تحديًا (onsemi).
• التركيز على الحلول المحددة للتطبيق: يمكن أن يميّز تخصيص خصائص جهاز SiC لتطبيقات محددة – مثل موثوقية المعايير السيارات أو تصنيفات الجهد على مستوى الشبكة – العروض ويساعد في التقاط شرائح سوقية مميزة.
• التعاون عبر سلسلة القيمة: يمكن أن تسهم الشراكات الاستراتيجية مع الشركات المصنعة للسيارات، ومتكاملي الطاقة المتجددة، والجهات الصناعية في تسريع انتصارات التصميم وضمان التوافق مع المتطلبات التقنية المتطورة.
• توسيع البحث والتطوير للأجهزة من الجيل القادم: ستظل الابتكارات المستمرة في هياكل الأجهزة (مثل وحدات MOSFET الرباعية، التعبئة المتقدمة) أمرًا حيويًا للحفاظ على القيادة في الأداء ومعالجة التطبيقات عالية الجهد الناشئة.

آفاق المستقبل: التطبيقات الناشئة والتوقعات طويلة الأجل

مع النظر إلى عام 2025 وما بعده، تشير آفاق المستقبل لأجهزة كربيد السيليكون (SiC) عالية الجهد إلى توسع سريع في تطبيقات جديدة ونمو قوي في التوقعات طويلة الأجل. تدفع المواد الفائقة لـ SiC – مثل جهد الانهيار الأعلى، والموصلية الحرارية الأوسع، وفقدان الطاقة الأقل – اعتماده في القطاعات التي تتطلب الكفاءة وكثافة الطاقة والموثوقية.

تعد واحدة من أهم التطبيقات الناشئة في مجموعات نقل الطاقة الكهربائية (EV) وبنية الشحن. مع تسارع مصنعي السيارات في التحول إلى الكهرباء، يتم تفضيل المحولات والشواحن المدمجة المعتمدة على SiC بشكل متزايد نظرًا لقدرتها على تقليل فقدان الطاقة وتمكين الشحن الأسرع. وفقًا لـ STMicroelectronics، يمكن أن تحسن أجهزة SiC من نطاق EV بنسبة تصل إلى 10% وتقلل من أوقات الشحن، مما يجعلها عاملاً حاسمًا في تمكين السيارات من الجيل القادم.

من المتوقع أن تستفيد أنظمة الطاقة المتجددة، خصوصًا المحولات الشمسية ومحولات توربينات الرياح، أيضًا من تقنية SiC عالية الجهد. تتيح إمكانية العمل عند جهد أعلى ودرجات حرارة أعلى تطوير أنظمة تحويل طاقة أكثر كفاءة وموثوقية. تتوقع Infineon Technologies أن تسارع الاعتماد على SiC في التطبيقات الشمسية وتخزين الطاقة مع طلب مشغلي الشبكات على كفاءة أعلى وتكلفة إجمالية أقل للملكية.

والتطبيقات الصناعية، بما في ذلك محركات الصناعة، مزودات الطاقة غير المنقطعة (UPS)، ونقل الطاقة العالية الجهد المباشر (HVDC)، تمثل جبهة نمو أخرى. يُتوقع أن يُعزز نشر أجهزة SiC في هذه المجالات من أداء الأنظمة ويقلل من تكاليف الصيانة، خصوصًا في البيئات القاسية أو المدنية.

يتوقع المحللون السوقيون نموًا قويًا على المدى الطويل لسوق أجهزة SiC عالية الجهد. تقدر Yole Group أن سوق أجهزة SiC العالمي سيتجاوز 6 مليارات دولار بحلول عام 2027، مع أخذ الشرائح العالية الجهد (فوق 1,200 فولت) حصة كبيرة بسبب استخدامها المتزايد في القطاعات السيارات والصناعية والطاقة. كما تتطور سلسلة الإمداد، حيث تستثمر الشركات الكبرى مثل onsemi وWolfspeed بشكل كبير في إنتاج رقائق SiC وتصنيع الأجهزة لتلبية الطلب المتوقع.

باختصار، يتميز مستقبل أجهزة SiC عالية الجهد بتنويع التطبيقات الجديدة، والابتكارات التكنولوجية، والزخم القوي في السوق. مع إعطاء الأولوية للكفاءة في استخدام الطاقة والاستدامة، من المقرر أن تلعب SiC دورًا محوريًا في الانتقال العالمي إلى الأنظمة المدعومة بالكهرباء والطاقة المتجددة.

المصادر والمراجع

• Wolfspeed
• STMicroelectronics
• Infineon Technologies
• IDC
• Cree, Inc.
• ROHM Co., Ltd.
• STMicroelectronics
• MarketsandMarkets
• OMICS International
• IC Insights
• Oxford Economics