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El mercado del módulo de potencia está creciendo significativamente debido a la creciente utilización de módulos de energía inteligentes en aplicaciones de computación personal debido a su diseño compacto y una mayor eficiencia energética, y también debido al aumento de la adopción de vehículos eléctricos y crecientes recursos de energía renovable. Algunas de las tendencias clave en el mercado de módulos de potencia son la aparición de módulos de alta potencia IGBT, desarrollo de módulos de potencia SIC de alta temperatura, el enfoque aumentado de los consumidores en minimizar las pérdidas de energía y las soluciones de módulos de potencia en la energía renovable. Los principales impulsores de crecimiento para este mercado son el alto crecimiento de los vehículos eléctricos, aumentando el enfoque de los consumidores para minimizar las pérdidas de energía y maximizar el ahorro de energía. .

El mercado del módulo de potencia se divide en transistores bipolares de puerta aislados (IGBT), transistores de efecto de campo (FET), carburo de silicio (SIC) y otros. Los actores clave en el mercado del módulo de potencia incluyen Infineon, Fuji Electronics, Semikron, Stmicroelectronics y Mitsubishi Electric Corporation. Estos han estado trabajando en diferentes estrategias para impulsar las ventas utilizando enfoques de marketing altamente influyentes; Sin embargo, a medida que examinamos los desafíos y oportunidades que se avecinan en este mercado, las empresas pueden beneficiarse de la estrategia de desarrollar capacidades en módulos IGBT de alta potencia y módulos de potencia SIC de alta temperatura, así como considerar las tendencias clave del mercado objetivo que hemos identificado.

Lucintel predice que el mercado del módulo de potencia global se valorará en $ 12.4 mil millones para 2025, con una tasa compuesta anual de aproximadamente el 16.6% entre 2020 y 2025. Lucintel identifica cinco tendencias establecidas para influir en el mercado de módulos de potencia global. La mayoría de los actores y expertos de la industria están de acuerdo en que estas cinco tendencias acelerarán los desarrollos en la industria del módulo de potencia en el futuro cercano. En términos del conocimiento generalizado sobre el mercado del módulo de potencia que ya está en el horizonte, todavía hay una falta de perspectiva unificada sobre la dirección que la industria se está moviendo para abordar de manera proactiva los desarrollos. Para ayudar a aportar más claridad a esta brecha, nuestro estudio tiene como objetivo proporcionar información sobre la dirección que están tomando los cambios y cómo estos cambios afectarán el mercado del módulo de potencia.

1. Emergencia de módulos de alta potencia IGBT


De acuerdo con el desarrollo continuo de la electrónica de potencia en los próximos años, los módulos IGBT se han convertido en los módulos de potencia clave utilizados en una amplia gama de campos, como automotriz, industrial y otros. El desarrollo de módulos IGBT de alta potencia está diseñado para cubrir el rango de voltaje completo de chips IGBT de 1.2 a 6.5kV. Estos se utilizan en aplicaciones de impulso industrial, tracción, energía renovable y transmisión de energía. Una innovación clave es la escalabilidad, que simplifica enormemente el diseño y la fabricación del sistema. Además, la arquitectura robusta y la nueva plataforma de alta potencia proporcionan confiabilidad a largo plazo en aplicaciones con condiciones ambientales exigentes. La razón principal para el desarrollo de esta nueva tecnología es satisfacer la necesidad de flexibilidad y confiabilidad al tiempo que asegura una integración óptima en los sistemas de clientes.

2. Desarrollo de módulos de potencia SIC de espalda de alta marina


Cuando el módulo de potencia funciona a alta temperatura, su confiabilidad, específicamente en áreas como la aparición de reducir la fuerza de unión principal del módulo de potencia, se reduce considerablemente debido a la deformación térmica. En este módulo de potencia, los componentes principales del módulo se combinan usando soldadura eutéctica con una línea Solidus por encima de 350 ° C. Coppertungsten (CCW) se selecciona como material de placa base. Dado que el coeficiente de valores de expansión térmica de CuW y nitruro de silicio (SIN), es posible reducir el estrés aplicado a estas articulaciones cuando cambia la temperatura. Además, CCW tiene una excelente conductividad térmica y capacidad de calor, y suprime la generación de calor de los módulos de potencia Si. La capacidad de alta temperatura de los IC del controlador de la puerta SIC les permite empaquetar en el módulo de potencia y ubicarse físicamente cerca de los dispositivos de alimentación. Esto proporciona beneficios separados al disminuir la inductancia del bucle del controlador del controlador de la puerta, que promueve la operación de alta frecuencia, al tiempo que reduce el volumen general del sistema a través de niveles más altos de integración.

3. Crecimiento de vehículos eléctricos


Los módulos de potencia se utilizan en vehículos eléctricos para cumplir con los requisitos de aplicación típicos, como la capacidad de soportar más de tres millones de ciclos térmicos activos. Al evitar constantemente las conexiones de soldadura, la fatiga de soldadura, un mecanismo de falla clave en los módulos de potencia, puede erradicarse por completo, lo que reduce aún más la fatiga del material en las articulaciones de soldadura. El principal inversor de tracción, un componente crítico en la transmisión electrificada, tiene una influencia directa en la experiencia de conducción, el rango de baterías y la seguridad general de un vehículo eléctrico. La función del inversor de tracción es convertir la corriente de CC de la batería del vehículo eléctrico a la corriente de CA que se utilizará en el motor eléctrico para conducir el sistema de propulsión del vehículo. Esto juega un papel clave en la captura de energía del frenado regenerativo y la alimentación de la batería. Estos inversores combinan la facilidad de ensamblaje con un enfoque de diseño modular y comprenden módulos de potencia llenos de gel de silicona basados en un paquete de silicona en un paquete de seis o configuraciones personalizadas, a veces incluso incluyendo topologías de cargador o refuerzo. La mayoría de los inversores de tracción de tren motriz electrificado contienen un módulo de potencia de semiconductor múltiple. Puede comprender IGBT, diodos o troqueles MOSFET, y las topologías de circuito típicas son de medio pufil o de seis paquetes. El diseño de estos módulos de potencia se convierte en un elemento central para lograr niveles más altos de densidad de potencia y cumplir con los requisitos cada vez más estrictos en los vehículos eléctricos.

4. Soluciones de módulo de energía en energía renovable


Los módulos de potencia juegan un papel clave en la producción de energía de fuentes renovables. En las turbinas eólicas, se utilizan para convertir la potencia y acoplar el generador con la cuadrícula. También están integrados en varios unidades auxiliares, como unidades de guiñada, unidades de tono y bombas, y en circuitos de protección como las palancas. Los convertidores de energía eólica controlan una serie de funciones y aplicaciones vitales. y, por lo tanto, requieren semiconductores de potencia de los más altos estándares de calidad. Estos se aplican en particular a los convertidores de viento en alta mar que operan en entornos excepcionalmente duros, expuestos a la sal, la humedad, etc. El crecimiento más rápido se ha visto en el segmento offshore. El módulo solar con micro inversor integrado es una solución de plug & play que ofrece energía tan pronto como está conectado a la cuadrícula. También es adecuado para aplicaciones en el techo más grandes como solución de plug & play. Desempacar, ensamblar y enchufar: no hay necesidad de esfuerzos de cableado adicionales. Los módulos de potencia son confiables y optimizados para su uso para entornos hostiles.

5. Focus de los consumidores en minimizar las pérdidas de energía y aumentar la densidad de potencia


En un mundo cada vez más impulsado por la energía, hay cada vez más dependencia y proliferación de vehículos eléctricos, energía renovable, potentes motores industriales y electrónica de consumo inteligente. Hoy en día, los últimos FPGA, procesadores, ASIC y recuerdos asociados en varios equipos industriales han aumentado significativamente los requisitos de rendimiento para las soluciones del convertidor de potencia de punto de carga (Pol). Para aliviar los desafíos de diseño del sistema asociados con estos sistemas avanzados, se están empleando módulos de potencia de alta potencia y alta potencia. Las soluciones integradas de módulos de potencia pueden lograr un rendimiento superior sobre las soluciones discretas convencionales en términos de eficiencia, gestión térmica y densidad de potencia, lo que brinda la ventaja de mejores márgenes para las especificaciones de diseño de potencia y un tiempo más rápido para comercializar el desarrollo de nuevos productos.

Los módulos de potencia, como los transistores GaN, permitirán la próxima generación de EV reduciendo el tamaño, el peso, la pérdida de energía y el costo del sistema. La densidad de mayor potencia y los sistemas de peso más ligero pueden cambiar la dinámica del dimensionamiento y la gestión de la batería. Los sistemas de almacenamiento de energía ayudan a gestionar la demanda máxima, proporcionar potencia de respaldo y funcionar como parte de un sistema fuera de la red cuando se combina con fuentes de energía renovables. Varios proyectos de almacenamiento de energía en el hogar ahora están en tendencia en varias ciudades de todo el mundo. GaN Systems espera que los sistemas de almacenamiento de energía mejoren en eficiencia y precios, lo que sucederá solo a través de nuevas tecnologías y técnicas de energía. Los motores y unidades eléctricos industriales son los componentes clave que ayudan a las plantas comerciales e industriales a operar. La presión está aumentando para aumentar la eficiencia a través de la tecnología y los enfoques de políticas gubernamentales, que incluyen incentivos e introducir estándares de eficiencia energética más rigurosos y regulaciones de eficiencia motoras. GaN Systems se centra en mejorar la tecnología e integración de la unidad de motor de alta eficiencia. Por lo tanto, los sistemas GaN hacen posible el diseño de sistemas de energía más pequeños, de menor costo y más eficientes.

Consideraciones estratégicas para los jugadores clave en el mercado del módulo de potencia

La industria del módulo de potencia es dinámica y cambia. Los actores exitosos de la industria son maestros de innovación, cambio y adaptación. Para retener este estado, deben estar atentos a las tendencias actuales. Creemos que habrá oportunidades prometedoras para módulos de energía en las industrias de transporte, industrial, energía eólica e fotovoltaica solar. Según el último informe de investigación de mercado de Lucintel (fuente: https://www.lucintel.com/power-modules-market.aspx), se espera que el mercado del módulo de potencia crezca con una tasa compuesta anual de aproximadamente el 16,6% entre 2020 y 2025, y alcance los $ 12.4 mil millones para 2025. Este mercado está impulsado principalmente por el alto crecimiento de los vehículos eléctricos, aumentando el enfoque de los consumidores para minimizar las pérdidas de energía y maximizar el ahorro de energía.


Ya sea que sea nuevo en el mercado del módulo de potencia o un jugador experimentado, es importante comprender las tendencias que afectan el proceso de desarrollo, ya que estas tendencias como se mencionan anteriormente llevarán a los jugadores a crear una formulación de estrategia a largo plazo que les permita seguir siendo competitivos y exitosos a largo plazo. Por ejemplo, para capturar el crecimiento, algunas de las consideraciones estratégicas para los jugadores en el mercado del módulo de potencia son las siguientes:
  • Los actores del mercado de módulos de potencia pueden aumentar sus capacidades para desarrollar módulos IGBT de alta potencia para unidades industriales, energía renovable y aplicaciones de transmisión de energía.
  • Los jugadores pueden centrarse en los módulos de potencia SIC de alta temperatura, que se espera que lideren tendencias futuras.
  • Inversión para aumentar las competencias en los módulos de energía utilizados en el vehículo eléctrico para cumplir con los requisitos de aplicación típicos, como la capacidad de resistir más de tres millones de ciclos térmicos activos
  • Actividades de investigación y desarrollo para desarrollar módulos de alta potencia de bajo costo.

Nota: Para obtener una mejor comprensión y obtener más información sobre el alcance, los beneficios y las empresas investigadas, así como otros detalles en el informe del mercado del módulo de potencia de Lucintel, haga clic en https://www.lucintel.com/power-modules-market.aspx. Este informe completo le proporciona un análisis en profundidad sobre las tendencias y el pronóstico del mercado, el análisis de segmentos, el análisis regional, la evaluación comparativa competitiva y el perfil de la compañía de actores clave. Además, también ofrecemos consultoría de crecimiento estratégico para satisfacer sus necesidades personalizadas. Hemos trabajado con muchas empresas de educación física y clientes corporativos en el proceso de su entrada de mercado e iniciativas de M&A.