世界のパワー電子試験市場（～2029）：パワーディスクリート別、ワーモジュール別、パワーIC別分析レポート

 

市場概要

世界のパワー電子試験市場は2024年に57億米ドルの規模に達し、2029年には93億米ドルに達すると予測されています。予測期間中のCAGRは10.2%と推定されています。 パワーエレクトロニクス試験の需要は電気自動車（EV）の増加に影響を受けています。 再生可能エネルギー源やスマートグリッドは、さまざまな分野における電力管理システムの試験ニーズを高めています。半導体技術の進化により、SiCやGaNなどの先進的なデバイスの評価が可能になり、パワーエレクトロニクス試験の需要が増加しています。

ジェネレーティブAI（Gen Al）は、現実的で多様な試験データを生成することで、パワーエレクトロニクス試験を自動化します。これにより、ラボでは極端な条件や制御不能な電力系統条件をシミュレートすることが可能になり、製品の信頼性が向上します。極端な条件下での電力システムの仮想試験が可能になり、製品の信頼性が向上します。ジェネレーティブAIは、試験ワークフローの効率を向上させるカスタムシナリオを作成し、物理的なプロトタイプの要件を減らし、開発を迅速化します。また、現在のパフォーマンスデータに応じて試験条件を調整することで、適応型試験を促進します。これにより、早期の問題の警告の精度と効率が向上します。ジェネレーティブAI/AIは、よりインテリジェントで高速かつ効果的な試験方法を実現することで、パワーエレクトロニクス試験市場に変革をもたらします。

電気自動車の需要の高まりにより、安定したパワーエレクトロニクス部品が必要とされており、規制への準拠を確実にするための詳細な評価を伴う、効率的で耐久性があり、安全な試験サービスの必要性が高まっています。自動車には、イグニッションスイッチ、ワイパー制御、アダプティブフロントライティング、室内照明、自動パワーステアリングなど、パワーエレクトロニクスに依存する多数の部品が搭載されています。電気自動車やプラグインハイブリッド車の増加により、パワーエレクトロニクスがエネルギー管理の重要な役割を担うことになります。これらの車両では、パワーエレクトロニクスが主に電気エネルギーの流れを制御し、モーターの速度とトルクを調整します。環境への懸念と排出ガス規制により、特にヨーロッパの先進諸国では、自動車の排出ガス削減を目指しています。自動車設計者は、罰則を避けるために電気自動車への投資を増やしています。さらに、完全電気自動車の大型バッテリーを充電するには、800ボルトの電源充電器が必要となります。なぜなら、EV車用に設計されたほとんどのステーションは400ボルトで稼働しているからです。また、車載用パワーエレクトロニクスの進歩に関する予測には、デバイスのパッケージング、新しいパワーモジュール設計、インバータのコストとサイズを削減し、より高温での動作を可能にする高温コンデンサなど、いくつかの重要な分野での進歩が含まれています。

パワー電子試験市場における技術の複雑性は、炭化ケイ素（SiC）や窒化ガリウム（GaN）などのワイドバンドギャップ半導体の出現により、ますます影響を受けるようになっています。これらの材料は、従来のシリコンよりも高い電圧、温度、スイッチング周波数など、多くの点で優れた特性を備えています。その結果、これらのパワーエレクトロニクスデバイスは、より効率的でコンパクトなものとなっています。これらの重要性は、電気自動車、再生可能エネルギーシステム、高周波通信などの先進的なアプリケーションにとって不可欠であることにあります。 こうした性能の進歩は、深刻な試験上の障害を生み出します。 高出力レベル、高速過渡現象、厳しい熱負荷により、詳細なエンジニアリングと試験装置の進歩が求められます。 その後の故障解析では、信頼性と最大限の性能を達成するために、温度と電圧が上昇した際のスイッチング速度、電力損失、熱挙動の観点から、SiCおよびGaNデバイスを調査する必要があります。さらに、高周波数設定における寄生効果や電磁妨害（EMI）への対処の関連性により、試験方法の複雑性が高まります。その結果、試験装置はワイドバンドギャップ半導体技術の複雑化に追随して急速に進化する必要があるため、コストと複雑性が増大し、メーカーが手頃な価格で拡張可能な試験オプションを開発する作業が複雑化します。

航空宇宙および防衛分野では、最新の航空電子工学や無人航空機（UAV）のニーズを満たすために、高効率のパワーエレクトロニクスに依存しています。 過酷な環境下で適切に機能するためには、これらの分野では信頼性が高く効率的な電力変換および制御技術が求められます。 これらの用途では、パワーコンポーネントは頑丈で軽量であるべきであり、理想的な動作のために最大限の効率を提供し、エネルギーの浪費と熱の発生を最小限に抑える必要があります。パワーエレクトロニクスへの依存が高まるにつれ、航空宇宙および防衛用途に適した特殊な計測機器への期待も高まっています。これらの分野では、従来の電力性能評価を超えた試験が必要となり、部品の信頼性や厳しい環境への適応性を慎重に評価する必要があります。EMIや温度サイクル、放射線影響など、実際の動作条件を把握するためには、機器のシミュレーション能力が求められます。厳しい軍事および航空基準への準拠を保証するためには、電力管理システムやインバータの精密な試験が不可欠となります。防衛および航空宇宙システムが電化、例えば電気航空機や宇宙ミッションへと発展していくにつれ、パワーエレクトロニクスデバイスメーカーにとって、信頼性の高い専門的な試験機会の必要性は高まります。

パワー電子試験市場において、世界的な安全、効率、品質基準を満たすことは、メーカーにとって非常に大きな課題です。パワーエレクトロニクス製品の安全性と機能性は、多様な市場間で変化する基準に依存しています。コンプライアンスを達成するには、ISOやULなどの多くの規制をしっかりと認識する必要があります。これらの規制は通常、設計や試験手順に関する詳細な規定を含んでいます。これらの基準の厳格な性質により、広範な文書化と厳格な試験方法が必要となり、メーカーは研究開発に多くの時間とリソースを費やさざるを得なくなります。また、包括的な試験プロトコルを構築する必要もあります。自動車用途に適合するには、パワーエレクトロニクスは安全に関する個別の規制に準拠し、ISO 26262などのEMCおよび機能安全要件を含める必要があります。航空宇宙用途の機器は、信頼性と環境性能の観点から、厳格な基準を順守する必要があります。さらに、技術革新や市場の変化に反応して規制が変動しがちであるため、コンプライアンスの管理は煩雑になります。従業員の研修や能力開発を維持することも重要ですが、これは業務上の財務的負担を増大させます。コンプライアンスを保証するには多大な労力と資金が必要であり、新しいパワーエレクトロニクスソリューションの発売が遅れる可能性があります。

 

主要企業・市場シェア

市場の企業は、幅広い用途に適した総合的な試験ソリューションおよびサービスを提供しています。 著名なパワー電子試験装置プロバイダーには、Advantest Corporation (Japan), Teradyne Inc. (US), Rohde & Schwarz (Germany), Chroma ATE Inc. (Taiwan), and Cohu, Inc. (US). Meanwhile, SGS SA (Switzerland), Bureau Veritas (France), TÜV SÜD (Germany), Intertek Group plc (UK), and TÜV RHEINLAND (Germany)は、パワー電子試験サービスを提供する大手企業です。

パワーディスクリートデバイスタイプの市場では、トランジスタが重要な役割を果たしており、市場全体の70%以上を占めています。電力変換や信号増幅など、多くの用途でトランジスタは不可欠です。これらのデバイスは、再生可能エネルギーや家電製品など、効率的な電力制御に依存する産業の進歩に欠かせません。複数の産業が電化へのシフトを継続しているため、より優れたトランジスタを必要としています。SiCやGaNなどのワイドバンドギャップ半導体の導入と利用により、トランジスタに対する要求は高まっています。 先進的な半導体は、より優れた効率性と熱性能を提供しますが、それにより業界の要求を満たすための広範な試験の必要性も高まります。 5Gネットワークとスマート電力システムの進化により、安定したスイッチングコンポーネントが必要なため、パワートランジスタの購入が増えています。 高周波信号の効率的な管理は、信頼性の高いネットワークの構築におけるトランジスタの重要な役割に依存しています。データ伝送速度が高速化し、応答時間が5Gシステムの要求を満たせなくなると、整合性が損なわれます。5Gデバイスとネットワークインフラがもたらす電力と熱の課題の解決は、パワートランジスタに依存しています。これらの要因が組み合わさることで、トランジスタは当面の間、ディスクリートパワー試験の主要分野であり続けるでしょう。

電気自動車やハイブリッド車の普及が急速に進むにつれ、自動車および輸送業界はパワーエレクトロニクス試験をリードしていくことが期待されています。電気自動車の効率性と安全性は、バッテリー管理とエネルギー変換を担うパワーエレクトロニクスの試験に依存しています。世界的な二酸化炭素排出量の削減とクリーンエネルギーの導入に向けた取り組みにより、厳格な規制基準を満たす最高水準のパワーエレクトロニクスに対する需要が急増しています。充電技術とV2G（Vehicle-to-Grid）コンセプトの進歩により、自動車分野における電力変換器とインバータの試験の必要性が高まっています。これらのシステムの信頼性と耐久性を保証するには、厳格な試験が必要です。さらに、自動運転や先進運転支援システム（ADAS）への注目が高まっていることから、先進的なパワーエレクトロニクス試験に対する需要も高まっています。充電インフラや急速充電ステーション、V2G技術の進化に伴い、パワーエレクトロニクスの複雑性が増しているため、電力変換器やインバータなどのコンポーネントの試験に対する需要も増加しています。自動車および輸送部門は、パワーエレクトロニクス試験分野において最大の市場シェアを占める可能性が高いでしょう。この業界は、厳格な規制を伴う強力なエレクトロニクスに大きく依存しており、高品質の試験サービスを必要としているため、市場成長の原動力として不可欠な存在となっています。

アジア太平洋地域がパワーエレクトロニクス分野を支配し、予測期間中に最高の成長を達成すると予測されています。中国、日本、韓国は、家電、ICT、産業の垂直統合において広範な産業を有しており、これがアジア太平洋地域の市場開発につながっています。電気エネルギーに対する需要の高まりと、再生可能インフラの強化を目指す国家主導の取り組みが、アジア太平洋地域の市場成長に影響を与えています。中国やインドなどの国々における人口増加は、通信システムの展開増加につながり、パワーエレクトロニクス分野の成長を促進するでしょう。

アジア太平洋地域のさまざまな分野で、産業用オートメーションの利用が増加しています。製造や物流などの分野では、オートメーションシステムがその性能を調整し向上させるパワーエレクトロニクスから大きな恩恵を受けています。スマートシティや交通システムにおけるエネルギー管理と配電の改善には、最先端のパワーエレクトロニクスが必要です。その結果、パワーエレクトロニクス分野における部品やシステムの需要が高まっています。ルネサスエレクトロニクス株式会社や三菱電機株式会社などの大手パワーエレクトロニクス企業の貢献により、この地域の市場は拡大しています。これらの状況により、アジア太平洋地域におけるパワーエレクトロニクス分野の成長が促進されると予測されています。

2024年5月、アドバンテストは、SoCテストシステム「V93000 EXA Scale」用の超高電流電源を発売しました。新製品「DC Scale XHC32」は、最大32チャネルで、最大640Aの電流を供給し、AIアクセラレータ、HPCチップ、GPU、ネットワークスイッチ、ハイエンドアプリケーションプロセッサなど、より高い電力要件に対応します。

2024年3月、キーサイト・テクノロジーズは、デバイス・セキュリティ・テストおよびツール開発の実績あるプロバイダーであるRiscureを買収しました。これにより、RiscureはキーサイトでRiscure Security Solutionsというブランド名でその能力を拡大し、キーサイトのセキュリティ・ポートフォリオを強化し、その過程で同社の知識を向上させることができます。この買収は、アプリケーションおよびセキュリティ・テスト市場を対象としており、キーサイトの製品を補完するものです。

2023年12月、アドバンテスト社は、5GおよびloTデバイスの試験を改善するために、Amarisoft社と提携しました。この提携により、Amarisoft社の4Gインターネットおよび5G AMARI Callboxのユーザーは、アドバンテスト社のMicro Line Test（MLT）管理にアクセスできるようになりました。

2023年11月、Intertekは、フランスの試験およびエンジニアリングの独立系企業であるEmitech Groupと提携し、ヨーロッパにおける電気試験サービスを強化しました。EN 17025およびEN 17065規格の認証を取得しているEmitechは、通知機関であり、CBスキーム内で活動しており、現在、消費財、医療機器、輸送、インフラ業界の組織にトレーニング、試験、エンジニアリングサポートサービスを提供しています。

2023年9月、National Instruments Corp.は、バッテリー試験およびシミュレーション用の高出力試験システムに新たに追加された高密度バッテリーサイクラーおよびエミュレーターであるNHR 4800を発表しました。この製品は、モジュール性、汎用性、安全性を考慮して設計されており、コンパクトなフォームファクターで高い出力を実現しています。自動車、航空宇宙、エネルギー業界における研究、検証、生産、セカンドライフ用途を目的としています。

パワーエレクトロニクス試験市場におけるトップ企業 – 主要企業

SGS SA (Switzerland)
Bureau Veritas (France)
Intertek Group plc (UK)
Advantest Corporation (Japan)
Teradyne Inc., (US)
DEKRA (Germany)
TÜV SÜD (Germany)
National Instruments Corp. (US)
TÜV RHEINLAND (Germany)
TÜV NORD Group (Germany)
UL LLC (US)
Cohu, Inc. (US)
Rohde & Schwarz (Germany)
Keysight Technologies (US)
Chroma ATE Inc. (Taiwan)

 

【目次】

5.1 市場力学の推進要因 – EVの普及によるテストサービスの需要増加 – 再生可能エネルギー源の普及と拡大 – 民生用電子機器および企業におけるエネルギー効率の高いパワーエレクトロニクスに対する需要の増加 – エネルギー効率の高い電力システムに対する規制政策および業界の需要が厳格なテストの必要性を促進 – 鉄道、送電網、データセンターなどの業界における高電圧システムに対する需要が特殊なテスト機器の需要を促進 制限要因 – SiCやGaNなどの半導体材料の急速な進化により、テストの複雑性が増大 – パワーエレクトロニクス・テストにおける初期投資コストの高さ 機会 – 航空電子工学および防衛システムにおける高効率パワーエレクトロニクスへの依存度の高まり – 産業用アプリケーションにおける電動化の重要性が高まる – 5Gおよび通信の拡大 課題 – さまざまなグローバルな安全、効率、品質基準への準拠は、メーカーにとって複雑でリソース集約的になり得る
5.2 顧客のビジネスに影響を与えるトレンド/破壊的変化
5.3 価格分析 テスト装置における主要企業の平均販売価格の推移、2023年 トップ装置プロバイダーが提供する自動テスト装置の平均販売価格 地域別パワーエレクトロニクス・テスト装置の平均販売価格の推移
5.4 サプライチェーン分析
5.5 エコシステム分析
5.6 投資と資金調達シナリオ
5.7 技術分析 主要技術 – ワイドバンドギャップ半導体（SiC、GaN） – 有限要素解析（FEA） 補完技術 – デジタルツイン技術 隣接技術 – 自動試験装置（ATE） – データ収集および制御（DAQ）システム
5.8 特許分析
5.9 貿易分析 輸入シナリオ 輸出シナリオ
5.10 2024年～2025年の主要な会議およびイベント
5.11 ケーススタディ分析 SEMIPOWEREX 社が開発した SIC パワーモジュールは、電力変換システム向けに最適化されています。 トランスフォーム社は、Corsair 社が高性能電源ユニット（PSU）を提供できるようにしました。 デルタ・エレクトロニクス社は、テキサス・インスツルメンツ社製のガリウムナイトライドを使用したデータセンターを稼働させています。
5.12 関税および規制の概観 関税分析 規制分析 – 規制当局、政府機関、その他の組織 – 規格
5.13 ポーターのファイブフォース分析 新規参入者の脅威 代替品の脅威 供給業者の交渉力 購入者の交渉力 競争上の競合の激しさ
5.14 主要関係者と購買基準 購買プロセスにおける主要関係者 購買基準
5.15 パワーエレクトロニクス試験市場におけるAI/GEN AIの影響 はじめに パワーエレクトロニクス試験におけるGEN AIの利用 パワーエレクトロニクス試験市場への影響 隣接エコシステムにおけるGEN AIの取り組み
パワーエレクトロニクス試験市場、製品別
6.1 はじめに
6.2 試験装置 自動試験装置 – 製造時間の短縮と製品リコール率の低減に対する注目度が高まっています。 オシロスコープ – 電子デバイスの小型化に伴い、需要が高まっています。 信号発生器 – 多様かつ精密で安定した信号を発生させる能力を備えています。 マルチメータ – 携帯性と汎用性により、現場や試験ラボでの採用が増加しています。 ロジックアナライザ – ロジックアナライザ：デジタル回路や通信システムのトラブルシューティングに幅広く使用されています。 スペクトラムアナライザ：信号の周波数成分、電力、変調について詳細な情報を提供します。 BERTソリューション：製品開発、プロセス改善、リソース配分について、十分な情報を得た上で選択することが急務となっています。 ネットワークアナライザ：電子ネットワークの信頼性と効率の向上に重点的に取り組んでいます。
6.3 試験サービス 電磁両立性（EMC）試験 – パワーエレクトロニクスの高度化に伴い、適切な電磁気挙動を確保する必要性が高まっています。 電気的安全性試験 – 製品が通常および異常条件下で安全に動作することを検証する必要性があります。 無線周波数（RF）試験 – パワーエレクトロニクスデバイスが過剰なEMIを放射せず、外部RFノイズに耐えることを確保する必要があります。 エネルギー効率試験 – 製品がより少ない電力消費を実現し、地球規模の持続可能性への取り組みに貢献することを確保する必要があります。
パワーエレクトロニクス試験サービス市場、デバイス別
7.1 はじめに
7.2 パワーディスクリート さまざまなアプリケーションにおける効率改善のため、高周波スイッチングのパワーディスクリートデバイスへの注目が高まっています。ダイオード – 実装タイプおよびダイオードパッケージ – PINダイオード – ツェナーダイオード – ショットキーダイオード、スイッチングダイオード、整流ダイオード トランジスタ – システムの信頼性向上と効果的な電力管理におけるスマートパワートランジスタの使用 – 電界効果トランジスタ（FET） – バイポーラ接合トランジスタ（BJT） – 絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（IGBT） サイリスタ
7.3 産業用ドライブにおけるパワーモジュールの重要な役割 電動モーターの速度を正確に制御する上で、標準およびパワーインテグレーションモジュール、IGBTモジュール、FET、その他の標準およびパワーインテグレーションモジュールタイプが果たす役割について説明します。 IPM
7.4 パワーインテグレーション回路（IC）の電源管理 ICアプリケーション固有IC
パワーエレクトロニクス試験サービス市場、垂直別
8.1 はじめに
8.2 民生用電子機器 ウェアラブル機器、IoTデバイス、スマートホームデバイスにおけるパワーエレクトロニクスの統合の増加
8.3 産業 パワーエレクトロニクスにおけるデジタル制御システムおよび高度アルゴリズムの採用が拡大
8.4 ICT データセンターおよびICT機器向けの高度なパワーエレクトロニクスデバイスおよび制御冷却に対する需要の高まり
8.5 自動車および運輸 急速充電が可能な電気自動車の普及が市場成長に貢献
8.6 航空宇宙および防衛 電気航空機へのシフトと高周波戦システムへの需要の高まり
8.7 その他の業種

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レポートコード：SE 9175