宇宙用パワーエレクトロニクスの世界市場：2021年に2億270万ドルを占め、2028年には5億9039万ドルに達すると予想

2022年9月23日2022年9月23日 team 宇宙用パワーエレクトロニクス

Stratistics MRCによると、宇宙用パワーエレクトロニクスの世界市場は、2021年に2億270万ドルを占め、2028年には5億9039万ドルに達し、予測期間中にCAGR16.5％で成長すると予測されています。宇宙パワーエレクトロニクスは、宇宙ステーション、衛星、宇宙船、ロケット、ローバーにエレクトロニクスを適用して、電力を制御し、ある形態から別の形態に変換することを指します。また、高電圧・高電流を処理し、様々なニーズに対応した電力を供給します。

小型DC/DCコンバータは、スペースが限られている基板上のさまざまなアプリケーションに適しています。現在、衛星メーカーからは、小型のパワーコンバータが求められています。コンバータの小型化は、ガルバニック絶縁された出力電力やアナログ回路のノイズ低減を必要とする設計者にメリットがあります。DC-DCコンバータの小型化により、出力ノイズが非常に低くなり、動作温度が上昇するため、スイッチング周波数が高くなります。したがって、市場関係者は、DC-DCコンバータをより効果的にするために、デバイスのサイズを小さくする機会があります。

宇宙用パワーエレクトロニクスの大きな課題の1つは、ロケットによってもたらされる振動です。宇宙船が地球の大気圏を離脱すると、温度や圧力の変化など、エレクトロニクスが対処しなければならない多くの環境変化が生じます。また、表面の汚れがひどいと静電気が発生しやすくなります。また、人工衛星は帯電や放電の影響を受けやすい。衛星の帯電は、衛星の周囲の低密度プラズマに対して、衛星の静電ポテンシャルが変化することです。帯電の程度は、衛星の設計や軌道によって異なる。LEOの大気は、約96%が原子状酸素で構成されている。帯電の主なメカニズムは、プラズマの衝突と光電効果の2つである。

特にワイドバンドギャップ半導体材料は、現在の標準であるシリコンよりも急速に性能が向上し、窒化ガリウム（GaN）や炭化ケイ素（SiC）などの材料に対する需要が高まってきている。これらのワイドバンドギャップ材料は、シリコンが150℃までであるのに対し、パッケージが許容できる範囲であれば200℃までの高温で動作させることができる。ワイドバンドギャップ半導体は、シリコンに比べ10倍近い電圧を扱うことができ、SiCやGaNのスイッチング速度/スイッチング周波数も10倍近く高い。したがって、ワイドバンドギャップ材料パワー半導体は、今後10年以内に電力産業で大きな飛躍を遂げると期待されています。

パワーエレクトロニクス業界で活動するプレーヤーは、1つのチップに複数の機能を集積することに注力しており、その結果、複雑な設計になっています。さらに、複雑なデバイスの設計と統合には、特別なスキルセット、堅牢な方法論、特定のツールセットが必要であり、デバイスの全体的なコストを増加させます。その結果、デバイスの高コストが、先端技術デバイスへの切り替えを阻害することが予想されます。さらに、技術の進化により、より多くの機能をシステムオンチップ (SoC) に統合することが求められ、デバイスはより小型で効率的になっています。これらの要因が、デバイスの設計をより複雑にし、統合プロセスの難易度を高めているのです。

電力集積回路（IC）セグメントは、有利な成長を遂げると推定されます。パワーICは、複数のパワーレールとパワーマネジメント機能を1つのチップに集積したものである。複数の機能を1つのチップに集積することで、スペースとシステム電力をより効率的に使用できるため、パワーICは小型のバッテリー駆動デバイスに頻繁に使用されています。

小型衛星の世界では、技術の飛躍的進歩、産業の商業化、民間投資により、爆発的な活動が行われており、衛星分野が予測期間中に最も速い CAGR 成長を示すと予想されます。衛星は、現代の通信技術にますます採用されるようになってきています。ワイヤレス衛星インターネットの導入や小型ハードウェアシステムの開発により、衛星を利用した通信の分野で多くの機会が生み出されています。さらに、ニュースペース産業の急速な成長により、小型化された耐放射線MOSFET、ゲートドライバ、DC-DCコンバータ、ソリッドステートリレーなどのモジュラーコンポーネントの利用が進んでいます。宇宙探査の需要が高まっており、小型衛星の姿勢・軌道制御、軌道移動、終末脱軌道を実現することができます。

アジア太平洋地域は、商業宇宙プロジェクトの増加により、予測期間中に最大の市場シェアを占めると予測されています。さらに、放射線硬化型電子機器は、原子炉に存在する高温と放射線レベルに耐える能力を備えており、これが販売全体にプラスの影響を及ぼしています。

北米では宇宙用パワーエレクトロニクスに対する需要が高まっているため、予測期間中のCAGRが最も高くなると予想されています。米国政府は、衛星通信や深宇宙探査の品質と効果を高めるために、先進的な宇宙用パワーエレクトロニクス技術への投資を増やしています。このように、軍隊の防衛・監視能力を強化するための衛星機器への投資の高まり、衛星システムを利用した軍事プラットフォーム、重要インフラ、法執行機関の既存通信の近代化は、北米のスペースパワーエレクトロニクス市場を牽引すると期待される重要な要因となっています。

市場の主要企業

宇宙用パワーエレクトロニクス市場で紹介されている主要企業には、Airbus、Alphacore Inc.、Analog Devices, Inc、Api Technologies、Bae Systems plc、Cobham Limited、Infineon Technologies、Microchip Technology Inc、Nxp Semiconductors、Onsemi、Renesas Electronics Corporation、STMicroelectronics、Terma Group、 Texas Instrument Incorporated、Vicor Corporation等がある。

主な展開

2021年12月、Microchip Technologyは窒化ガリウム（GaN）無線周波数（RF）パワーデバイスのポートフォリオの拡充を発表しました。同社は、最大20ギガヘルツ（GHz）の周波数をカバーするとともに、高い電力付加効率（PAE）と高い線形性を兼ね備え、5Gから電子戦、衛星通信、商用＆防衛レーダーシステム、テスト装置まで幅広いアプリケーションで新しいレベルの性能を提供する新しいMMICとディスクリートトランジスタを発表しました。

2021年11月、テキサス・インスツルメンツ・インコーポレイテッド（TI）は、テキサス州シャーマンに300ミリ半導体ウェハ製造工場（以下、ファブ）を新設し、来年着工する計画を発表しました。テキサス州北部は、エレクトロニクス、特に産業用や自動車用市場での半導体の成長が将来にわたって続くと予想されるため、長期的な需要に対応するため、最大4つのファブを建設する可能性を持っています。第1ファブと第2ファブの建設は2022年に開始される予定です。

2021年8月、STマイクロエレクトロニクスは、ザイリンクス社と協業し、STの宇宙製品ポートフォリオのQML-V認定電圧レギュレータを活用して、ザイリンクスKintex® UltraScale™ XQRKU060放射線耐性FPGA向けの電源ソリューションを構築すると発表しています。ザイリンクス XQRKU060 のプログラマビリティは、宇宙研究機器や商業衛星などの機器の経済性を大きく向上させることができます。

対象となるプラットフォームの種類
– アナログ/デジタルコンバーター (ADC)
– コマンドおよびデータ処理
– パワー
– 推進
– 構造
– テレメトリ、トラッキング、コマンド(TT&C)
– 熱システム

対象となるデバイスの種類
– パワーディスクリート
– パワー集積回路 (IC)
– パワーモジュール

対応電圧
– 低電圧
– 中電圧
– 高電圧

対応電流
– 25Aまで
– 25-50A
– 50A以上

対象材料
– シリコン
– 炭化ケイ素
– 窒化ガリウム

対象となるアプリケーション
– ローバー
– 人工衛星
– 宇宙ステーション
– 宇宙船および打ち上げロケット

対象地域
– 北米
o 米国
o カナダ
o メキシコ
– ヨーロッパ
o ドイツ
o 英国
o イタリア
o フランス
o スペイン
o その他のヨーロッパ
– アジア太平洋地域
o 日本
o 中国
o インド
o オーストラリア
o ニュージーランド
o 韓国
o その他のアジア太平洋地域
– 南米
o アルゼンチン
o ブラジル
o チリ
o 南米のその他
– 中東・アフリカ
o サウジアラビア
o UAE
o カタール
o 南アフリカ
o その他の中東・アフリカ地域

【目次】

1 エグゼクティブサマリー

2 前書き
2.1 概要
2.2 ステークホルダー
2.3 調査範囲
2.4 調査方法
2.4.1 データマイニング
2.4.2 データ分析
2.4.3 データバリデーション
2.4.4 リサーチアプローチ
2.5 リサーチソース
2.5.1 一次調査資料
2.5.2 セカンダリーリサーチソース
2.5.3 前提条件

3 市場トレンドの分析
3.1 はじめに
3.2 ドライバ
3.3 制約
3.4 オポチュニティ
3.5 脅威
3.6 アプリケーション分析
3.7 新興国市場
3.8 Covid-19の影響

4 ポーターズファイブフォース分析
4.1 供給者のバーゲニングパワー
4.2 買い手のバーゲニングパワー
4.3 代替品の脅威
4.4 新規参入者の脅威
4.5 競合他社への対抗意識

5 宇宙用パワーエレクトロニクスの世界市場（プラットフォームタイプ別
5.1 はじめに
5.2 アナログ・デジタル・コンバータ(ADC)
5.3 コマンドとデータ処理
5.4 電力
5.5 推進
5.6 構造
5.7 テレメトリ、トラッキング、コマンド（TT&C)
5.8 熱システム

6 宇宙用パワーエレクトロニクスの世界市場、デバイスタイプ別
6.1 はじめに
6.2 パワーディスクリート
6.2.1 ダイオード
6.2.2 トランジスタ
6.3 パワー集積回路(IC)
6.3.1 パワーマネージメントIC
6.3.2 アプリケーション専用IC
6.4 パワーモジュール
6.4.1 インテリジェントパワーモジュール(IPM)
6.4.2 標準及び統合パワーモジュール（MOSFETS、IGBT)

7 宇宙用パワーエレクトロニクスの世界市場、電圧別
7.1 はじめに
7.2 低電圧
7.3 中電圧
7.4 高電圧

8 宇宙用パワーエレクトロニクスの世界市場：電流別
8.1 はじめに
8.2 25Aまで
8.3 25-50A
8.4 50A以上

9 宇宙用パワーエレクトロニクスの世界市場：材料別
9.1 はじめに
9.2 シリコン
9.3 シリコンカーバイド
9.4 窒化ガリウム

10 宇宙用パワーエレクトロニクスの世界市場：アプリケーション別
10.1 はじめに
10.2 ローバー
10.3 人工衛星
10.4 宇宙ステーション
10.5 宇宙船と打ち上げロケット

11 宇宙用パワーエレクトロニクスの世界市場、地域別
11.1 はじめに
11.2 北米
11.2.1 米国
11.2.2 カナダ
11.2.3 メキシコ
11.3 欧州
11.3.1 ドイツ
11.3.2 イギリス
11.3.3 イタリア
11.3.4 フランス
11.3.5 スペイン
11.3.6 その他ヨーロッパ
11.4 アジア太平洋地域
11.4.1 日本
11.4.2 中国
11.4.3 インド
11.4.4 オーストラリア
11.4.5 ニュージーランド
11.4.6 韓国
11.4.7 その他のアジア太平洋地域
11.5 南米
11.5.1 アルゼンチン
11.5.2 ブラジル
11.5.3 チリ
11.5.4 南米その他
11.6 中東・アフリカ
11.6.1 サウジアラビア
11.6.2 UAE
11.6.3 カタール
11.6.4 南アフリカ
11.6.5 その他の中東・アフリカ地域

12 主要開発品
12.1 合意、パートナーシップ、コラボレーション、ジョイントベンチャー
12.2 買収と合併
12.3 新製品上市
12.4 拡張
12.5 その他の主要戦略

13 企業プロフィール
13.1 エアバス
13.2 アルファコア
13.3 アナログ・デバイセズ（Analog Devices, Inc.
13.4 アピテクノロジー
13.5 ベー・システムズ plc
13.6 コブハム・リミテッド
13.7 インフィニオン・テクノロジーズ
13.8 マイクロチップ・テクノロジー
13.9 Nxpセミコンダクターズ
13.10 オンセミ
13.11 ルネサスエレクトロニクス
13.12 STマイクロエレクトロニクス
13.13 テルマ・グループ
13.14 テキサス・インスツルメンツ・インコーポレイテッド
13.15 バイコアコーポレーション

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