2021 자동차용 파워 모듈의 시장 전망(일본어판)

2030년을 향해서 미국, 유럽, 일본에서 xEV 시장이 신장. 주기 모터용 인버터로 필수적인 자동차용 탑재용 파워모듈의 수요 확대

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◆조사개요

조사목적: xEV용 인버터에서 탑재되는 파워모듈의 시장 개황, 기술 동향을 정리·분석하여 2030년의 Si/SiC 파워모듈의 세계 시장규모를 예측

조사대상: xEV용 파워모듈, SiC 파워반도체

조사방법: 연구원의 대면/온라인 취재, 전화 취재, 문헌조사

조사기간: 2021년 4월~2021년 9월

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◆자료 포인트

• 주요 OEM, Tier 1(인버터/E액슬), Tier 2(파워반도체) 취재 ※2021년 4~8월

• xEV용 인버터/파워모듈의 OEM 채택 동향, Tier 1/Tier 2의 기술 동향 및 차세대 전략 분석

• xEV용 파워모듈의 세계 메이커 점유율 추계, 공급망 최신 정보 정리

• xEV용 파워모듈 세계 시장을 Si/SiC별 2030년까지 예측 ※수량 및 금액 기준

• 지난 리포트와의 차이:

·xEV용 주기 모터용 인버터의 시장 구조를 OEM/Tier1/Tier2별로 정리·분석하여 해설

·xEV용 SiC 파워모듈의 세계 시장규모를 2030년까지 수량/금액 기준으로 예측

1 xEV 세계 시장 현황

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1.1 자동차의 전동화를 촉진하는 트리거

1.2 주요 지역의 환경·저연비 규제 동향

　　·일본

　　·유럽

　　·미국

　　·중국

　　·ASEAN

　　·브라질

　　·러시아

　　·아프리카 제국

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2 자동차용 파워반도체 시장 분석

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2.1 자동차용 파워반도체의 종류와 탑재 동향

2.2 다이오드

2.3 MOSFET

　　·MOSFET의 주목 탑재 용도

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3 xEV용 파워모듈 시장 분석

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3.1 xEV용 인버터/파워반도체의 개요

3.2 xEV용 파워모듈의 유통 구조

3.3 xEV용 파워모듈의 기술 동향

　　·수지몰드

　　·단면직접수냉

　　·양면냉각(간접수냉)

　　·양면냉각(직접수냉)

3.4 xEV용 INV/파워모듈의 공급망(OEM/Tier 1/Tier 2)

　　·일본 OEM

　　·미국·유럽 OEM

　　·한국·중국 OEM

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4 주요 파워 반도체 메이커 동향

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인피니온테크놀로지스

　　· Hybrid PACK 시리즈가 누계 출하 100만 개 돌파

　　· 인피니온의 풀 SiC 모듈이 EV 최초 채택

　　· 2025~2026년을 목표로 파워반도체 생산능력 증강

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ST마이크로일렉트로닉스

　　· 2020년에 3세대 SiC-MOSFET를 투입

　　· 2024년을 목표로 SiC파워 반도체 생산능력 확대 추진

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Wolf Speed / CREE

　　· 2022년부터 8인치 SiC 웨이퍼 양산 개시

　　· xEV용 보조기, 중국 EV버스 인버터에서 SiC-MOSFET 채택

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미쓰비시전기

　　· xEV용 RC-IGBT 양산 개시

　　· 파워반도체 사업에 5년간 1000억 엔 투자

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후지전기

　　· xEV용 제4세대 직접수냉 IGBT 모듈 양산 개시

　　· SiC-MOSFET 개발 동향

롬

　　· 제4세대 SiC-MOSFET 개발 중

　　· 2022년에 롬아폴로 지쿠고 공장의 가동 개시

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5 xEV용 SiC 파워반도체 시장 분석

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5.1 xEV용 SiC 파워반도체 시장 현황

　　· 주요 메이커 의 SiC 파워 도체 전략

5.2 SiC 웨이퍼의 시장 동향

5.3 자동차 메이커/Tier 1의 SiC 채택 동향

　　· 자동차 메이커(OEM)

　　· Tie 1(E액슬 / 인버터)

5.4 xEV용 SiC 파워모듈의 비용 예측(2021~2025년/2030년)

5.5 xEV용 SiC 파워반도체 가능성 분석

　　· 배터리 절감 효과에 의한 적용 EV의 압축

　　· 800V 시스템에서의 탑재 효과

5.6 xEV용 SiC 파워모듈의 보급 패턴 예측(2021~2030년)

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6 xEV용 파워모듈 시장 전망

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6.1 xEV 세계 시장규모 예측

　　· 세계 신차 판매대수(지역별)

　　· 파워트레인별·세계 판매대수 예측

6.2 xEV용 E액슬의 시장 동향

6.3 xEV용 Si/SiC 인버터의 세계 탑재대수 예측

　　·단기(2021~2025년)

　　중장기(2026~2030년/2031년 이후)

6.4 xEV용 Si/SiC 파워모듈의 세계 시장규모 예측(수량/금액)

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도표

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도표1 각국의 ZEV 보급·판매에 관한 목표

도표2 주요국의 승용차 연비 규제치의 추이

도표3 World most polluted cities 2020

도표4 세계 자동차 보유대수(승용차) 추이

도표5 자동차의 전동화를 촉진하는 트리거

도표6 각국의 자동차 연비 규제(km/L 환산)와 주요국의 연비/GHG 규제 도입 상황

도표7 주요국의 연비 규제 달성 목표

도표8 주요국의 배기가스 규제 도입 상황

도표9 일본의 연비 규제의 개요

도표10 일본의 배출가스 규제기준(JC08 모드와 WLTP 모드 비교)

도표11 배출가스 규제에 따른 차종·운행 규제

도표12 2020~2030년의 승용차 종별 보급 목표(정부 목표)

도표13 청정에너지자동차 보조금의 개요

도표14 유럽 그린딜(European Green Deal)의 정책 분야

도표15 유럽의 연비 규제 개요

도표16 승용차의 유럽 배출가스 규제 개요(표준시험모드 적용 시)

도표17 유럽 주요국별 xEV 보급정책 개요

도표18 유럽 각국의 EV·PHEV 구입에 대한 보조금

도표19 유럽의 1인당 GDP와 ECV 판매 비율(2020년)

도표20 미국의 CO2 배출 기준 및 동 기준에 상당하는 연비 기준

도표21 연비규제 미달 패널티/저CO2 배출차량 우대조치

도표22 가솔린·디젤차의 배출가스 규제 개요 비교

도표23 표준시험모드(FTP)/비표준 모드(SFTP)의 개요

도표24 2018년 개정된 ZEV 정의와 규제 대상 자동차 회사 일람

도표25 LVM 및 IVM에 요구되는 ZEV 크레디트

도표26 미국에서의 xEV 구매보조

도표27 중국의 연비 규제의 개요

도표28 중국의 듀얼 크레디트 규제

도표29 중국 승용차에 대한 4단계 연비 규제 및 기업 평균 연비 목표치(L/100km)

도표30 가솔린/디젤차의 중국 배출가스 규제의 개요

도표31 '국가6'을 도입한 시·성(省)

도표32 중국의 NEV제도 개요

도표33 승용차의 순수전동 항속거리에 대한 중앙정부의 보조금 지급액(1대당)

도표34 에너지절약 NEV기술로드맵2.0의 승용차 보급목표

도표35 중국의 신에너지 산업발전계획(2021~2035) 초안

도표36 성(省)·시별 NEV 판매대수와 신차 판매에서 차지하는 NEV의 비율(2020년)

도표37 인도의 환경규제의 개요

도표38 BS6 이후의 배기가스 규제안

도표39 FAME-India의 개요

도표40 ASEAN 각국의 환경규제 상황과 xEV 보급시책

도표41 브라질의 xEV 우대정책

도표42 브라질의 환경규제 상황

도표43 러시아의 배기가스 규제와 도입 시기

도표44 서아프리카 국가연합(ECOWAS)의 배기가스·연비 규제

도표45 자동차 용 파워반도체 탑재 용도

도표46 자동차 탑재용 다이오드의 탑재 사례

도표47 IPD에서의 실장별 차이

도표48 자동차용 MOSFET/IPD 사용

도표49 자동차용 저내압 MOSFET의 탑재 용도

도표50 전동펌프의 MOSFET 탑재 개수

도표51 ADAS용 카메라에 실장되어 있는 MOSFET

도표52 레벨3 자율주행의 전동브레이크와 용장시스템

도표53 xEV용 인버터/파워반도체시스템 구성

도표54 xEV용 인버터의 요구와 기술 아이템

도표55 파워반도체/PM 시장구조

도표56 xEV용 IGBT 모듈의 유형별 제품 개요

도표57 미쓰비시전기의 J1 시리즈 구조 비교

도표58 후지전기의 제4세대 직접수냉 모듈 M660

도표59 프리우스에 탑재된 파워카드/IGBT 성능 비교

도표60 HybridPACK™ DSC의 외관(좌)과 방열구조(우)

도표61 히타치 AMS의 Audi용 EV용 인버터와 양면냉각 파워모듈

도표62 일본계 OEM/인버터/PM프라이체인

도표63 야리스의 PCU/RC-IGBT

도표64 신형 Fit에 탑재된 PCU

도표65 닛산자동차의 제2세대 e-POWER

도표66 C/D 세그먼트 EV 전용 PF "CMF-EV"와 E 액슬

도표67 미국·유럽계 OEM/인버터/PM서플라이체인

도표68 GM의 인버터/IGBT 모듈(HP2)

도표69 TESLA Model3의 SiC 인버터/STPAK 구조

도표70 한국·중국계 OEM/인버터/PM 서플라이체인

도표71 EV 전용 PF 'E-GMP'/IONIQ5의 SiC 인버터

도표72 인피니온의 xEV용 IGBT 모듈

도표73 xEV용 인버터용 IGBT 비교(IGBT3/EDT2)

도표74 인피니온의 자동차용 SiC 파워모듈(내부)

도표75 SiC 파워반도체 제조 로드맵

도표76 STM의 SiC파워 반도체 제품동향

도표77 미쓰비시전기 자동차용 파워모듈

도표78 후지전기의 자동차용 IGBT 모듈의 고밀도화

도표79 직접수냉 IGBT 모듈 비교

도표80 SiC 모듈의 제품 라인업

도표81 제4세대 SiC-MOSFET의 성능

도표82 파워반도체 메이커의 SiC 제품 출시 계획/설비 투자·웨이퍼 조달 상황

도표83 6인치 SiC 웨이퍼의 비용 예측

도표84 VW Gr의 EV 플랫폼 투입 로드맵

도표85 Borg Waner/DELPHI의 800V SiC 인버터와 양면냉각 Viper

도표86 SiC 파워모듈 비용 예측(2020~2025CY/2030CY)

도표87 SiC-MOSFET의 기술 로드맵

도표88 INV 비용 차이와 BT 비용에서 추정하는 SiC 적용 차량

도표89 400V/800V 시스템의 SiC 적용 효과

도표90 800V 시스템 AWD에서 SiC의 적용 요건

도표91 SiC 파워반도체의 OEM 채택 계획(탑재 년/시스템 전압/Tier 1)

도표92 xEV용 SiC 인버터 OEM 보급 패턴 예측

도표93 세계의 자동차 판매대수 추이(CY 2019~2025/CY 2030)

도표94 국가·지역별 신차 판매대수(2020년 실적)

도표95 세계의 파워트레인별 구성비 예측(CY20192025/CY2030)

도표96 E액슬의 특징/서플라이체인

도표97 E액슬의 유형별 파워모듈 종류

도표98 xEV타입별 탑재 로드맵(CY2021~2030)

도표99 xEV용 Si/SiC 인버터의 탑재대수 예측(CY 2020~2025/2030)

도표100 xEV용 Si/SiC 파워모듈의 시장규모 예측(수량/CY 2020~2025/2030)

도표101 xEV용 Si/SiC 파워모듈의 시장규모 예측(금액/CY 2020~2025/2030)

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