2021 車載用パワーモジュールの市場展望
2030年に向けて日米欧中でxEV市場は伸長し、特にxEVのインバータで必須となる車載用パワーモジュールの需要は拡大しています。
半導体不足、電子部品・モジュール部材の高騰でパワーモジュールの需給は逼迫しており、半導体メーカの設備投資増強、Si（シリコン）ウエハーのインチアップが活発化しています。
このような状況の中で、注目されていたSiC（炭化ケイ素）パワー半導体が離陸しようとしています。2022年から欧州自動車メーカの高級EVを中心に採用が進み、2026年以降のxEV用SiCパワーモジュール市場は急激に拡大することが予想されます。
本資料では、既存のxEV用Siパワーモジュールの最新動向を整理・分析しました。
さらに、SiCパワー半導体については、主要メーカにヒアリングを実施することで、Si/SiCインバータのコスト比較、SiCパワーモジュールのxEV適用状況、技術ロードマップを明らかにして、2030年までのxEV用Si/SiCパワーモジュールの世界市場を定量的に予測しています。
発刊日
2021/09/30
体裁
A4 / 135頁
資料コード
C62128900
PDFサイズ
13.3MB
PDFの基本仕様
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※紙媒体で資料をご利用される場合は、書籍版とのセット購入をご検討ください。書籍版が無い【PDF商品のみ】取り扱いの調査資料もございますので、何卒ご了承ください。
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カテゴリ
調査資料詳細データ
調査概要
調査結果サマリー
資料ポイント
調査目的：xEV用インバータで搭載されるパワーモジュールの市場概況、技術動向を整理・分析して、2030 年におけるSi/SiC パワーモジュールの世界市場規模を予測する。
調査対象：xEV用パワーモジュール、SiCパワー半導体
調査方法：研究員による面談/オンライン取材､電話ヒアリング、文献調査
調査期間：2021年4月～2021年9月
車載用パワーモジュールの世界市場に関する調査を実施（2021年）
車載用パワーモジュール世界市場はxEVの普及拡大にともない、2030年に1兆338億円に達すると予測
～2026年以降は車載用SiCパワーモジュールの採用が拡大し、市場成長が加速～
- 主要自動車メーカ、Tier1(インバータ/Eアクスル)、Tier2(パワー半導体)取材※2021年4-8月
- xEV用インバータ/パワーモジュールの自動車メーカ採用動向、Tier1/Tier2の技術動向や次世代戦略を分析
- xEV用パワーモジュール/インバータ/自動車メーカのサプライチェーンを日本、米欧、中韓で整理分析
- xEV用パワーモジュールの世界市場をSi/SiC別に2030年まで予測※数量・金額ベース
前回版との違い
- xEV用主機モータ用インバータの市場構造をOEM/Tier1/Tier2別に整理・分析して解説
- xEV用Si/SiCインバータコストを予測
- SiC-パワー半導体の技術ロードマップを2030年まで予想
- xEVのSiC適用条件を明確化（車両タイプ/セグメント/バッテリ容量/モータ出力）
- 主要自動車メーカのSiCインバータの搭載スケジュール、車種タイプを2030年まで推定
- xEV用Si/SiCパワーモジュールの世界市場を2030年まで数量/金額ベースで予測
※調査対象製品：xEV用インバータで搭載されるパワーモジュール
リサーチ内容
調査結果ポイント
1 xEV世界市場概況
1.1 クルマの電動化を促進するトリガー
1.2 主要地域における環境・低燃費規制の動向
日本
欧州
米国
中国
ASEAN
ブラジル
ロシア
アフリカ諸国
2 車載用パワー半導体の市場分析
2.1 車載用パワー半導体の種類と搭載動向
2.2 ダイオード
2.3 MOSFET
MOSFETの注目搭載用途
3 xEV用パワーモジュールの市場分析
3.1 xEV用インバータ/パワー半導体の概要
3.2 xEV用パワーモジュールの流通構造
3.3 xEV用パワーモジュールの技術動向
樹脂モールド
片面直接水冷
両面冷却（間接水冷）
両面冷却（直接水冷）
3.4 xEV用INV/パワーモジュールのサプライチェーン（OEM/Tier1/Tier2）
日本OEM
米国・欧州OEM
韓国・中国OEM
4 主要パワー半導体メーカの動向
インフィニオンテクノロジーズ
Hybrid PACKシリーズが累計出荷100万個突破
インフィニオンのフルSiCモジュールがEV初採用
2025-2026年に向けてパワー半導体の生産能力増強
STマイクロエレクトロニクス
2020年に第3世代SiC-MOSFETを投入
2024年に向けてSiCパワー半導体の生産能力拡大を推進
Wolf Speed/CREE
2022年より8インチSiCウエハーの量産開始
xEV用補機、中国EVバスのインバータでSiC-MOSFET採用
三菱電機
xEV用RC-IGBTの量産開始
パワー半導体事業に5年間で1000億円投資
富士電機
xEV向け第4世代直接水冷IGBTモジュールを量産開始
SiC-MOSFETの開発動向
ローム
第4世代SiC-MOSFETを開発中
2022年にローム・アポロ筑後工場の稼働開始
5 xEV用SiCパワー半導体の市場分析
5.1 xEV用SiCパワー半導体の市場概況
主要メーカのSiCパワー半導体戦略
5.2 SiCウエハーの市場動向
5.3 自動車メーカ/Tier1のSiC採用動向
自動車メーカ（OEM）
Tie1（Eアクスル/インバータ）
5.4 xEV用SiCパワーモジュールのコスト予測（2021～2025年/2030年）
5.5 xEV用SiCパワー半導体の可能性分析
バッテリ削減効果による適用EVの絞り込み
800Vシステムにおける搭載効果
5.6 xEV用SiCパワーモジュールの普及パターン予測（2021～2030年）
6 xEV用パワーモジュールの市場展望
6.1 xEV世界市場規模予測
世界新車販売台数（地域別）
パワートレイン別・世界販売台数予測
6.2 xEV用Eアクスルの市場動向
6.3 xEV用Si/SiCインバータの世界搭載台数予測
短期（2021～2025年）
中長期（2026～2030年/2031年以降）
6.4 xEV用Si/SiCパワーモジュールの世界市場規模予測（数量/金額）
図表
図表1 各国のZEVの普及・販売に関する目標
図表2 主要国の乗用車燃費規制値の推移
図表3 World most polluted cities 2020
図表4 世界自動車保有台数（乗用車）推移
図表5 クルマの電動化を促進するトリガー
図表6 各国の自動車燃費規制（km/L換算）と主要国の燃費／GHG規制の導入状況
図表7 主要国の燃費規制達成目標
図表8 主要国の排ガス規制の導入状況
図表9 日本の燃費規制の概要
図表10 日本の排出ガス規制値（JC08モードとWLTPモードの比較）
図表11 排出ガス規制に基づく車種･運行規制
図表12 2020～2030年の乗用車車種別普及目標（政府目標）
図表13 クリーンエネルギー自動車補助金の概要
図表14 欧州グリーンディール（European Green Deal）における政策分野
図表15 欧州の燃費規制の概要
図表16 乗用車における欧州の排出ガス規制の概要（標準試験モード適用時）
図表17 欧州主要国別xEV普及政策概要
図表18 欧州諸国のEV・PHEV購入に対する補助金
図表19 欧州の１人あたりのGDPとECV販売比率（2020年）
図表20 米国のCO2排出基準及び同基準に相当する燃費基準
図表21 燃費規制未達のペナルティ／低CO2排出車に対する優遇措置
図表22 ガソリン･ディーゼル車における排出ガス規制の概要比較
図表23 標準試験モード（FTP）／非標準モード（SFTP）の概要
図表24 2018年改定のZEV定義と規制対象の自動車メーカ一覧
図表25 LVMおよびIVMに要求されるZEVクレジット
図表26 米国におけるxEV購入補助
図表27 中国の燃費規制の概要
図表28 中国におけるデュアルクレジット規制
図表29 中国の乗用車に対する第4段階燃費規制及び企業平均燃費目標値（L/100km）
図表30 ガソリン／ディーゼル車における中国の排出ガス規制の概要
図表31 「国6」を導入した市・省
図表32 中国のNEV制度の概要
図表33 乗用車の純電動航続距離に対する中央政府の補助金支給額（1台当たり）
図表34 省エネ・NEV技術ロードマップ2.0における乗用車普及目標
図表35 中国の新エネ車産業発展計画（2021～2035）草案
図表36 省・市別NEV販売台数と新車販売に占めるNEVの割合（2020年）
図表37 インドの環境規制の概要
図表38 BS6以降の排ガス規制案
図表39 FAME-Indiaの概要
図表40 ASEAN諸国の環境規制の状況とxEV普及施策
図表41 ブラジルのxEV優遇政策
図表42 ブラジルの環境規制の状況
図表43 ロシアの排ガス規制と導入時期
図表44 西アフリカ諸国連合（ECOWAS）における排ガス・燃費規制
図表45 車載用パワー半導体の搭載用途
図表46 車載用ダイオードの搭載事例
図表47 IPDにおける実装別の違い
図表48 車載用MOSFET/IPDの使い分け
図表49 車載用低耐圧MOSFETの搭載用途
図表50 電動ポンプにおけるMOSFETの搭載個数
図表51 ADAS用カメラで実装されているMOSFET
図表52 レベル3自動運転の電動ブレーキと冗長システム
図表53 xEV用インバータ/パワー半導体システム構成
図表54 xEV用インバータの要求と技術アイテム
図表55 パワー半導体/PMの市場構造
図表56 xEV用IGBTモジュールのタイプ別製品概要
図表57 三菱電機のJ1シリーズの構造比較
図表58 富士電機の第4世代直接水冷モジュールM660
図表59 プリウスで搭載されているパワーカード/IGBTの性能比較
図表60 HybridPACK™ DSCの外観（左）と放熱構造（右）
図表61 日立AMSのAudi向けEV用インバータと両面冷却パワーモジュール
図表62 日系OEM/インバータ/PMプライチェーン
図表63 ヤリスのPCU/RC-IGBT
図表64 新型フィットに搭載されたPCU
図表65 日産自動車の第2世代e-POWER
図表66 C/DセグメントEV専用PF「CMF-EV」とEアクスル
図表67 米欧系OEM/インバータ/PMサプライチェーン
図表68 GMのインバータ/IGBTモジュール（HP2）
図表69 TESLA Model3のSiCインバータ/STPAK構造
図表70 韓国・中国系OEM/インバータ/PMサプライチェーン
図表71 EV専用PF「E-GMP」/IONIQ5のSiCインバータ
図表72 インフィニオンのxEV用IGBTモジュール
図表73 xEV用インバータ向けIGBT比較（IGBT3/EDT2）
図表74 インフィニオンの車載用SiCパワーモジュール（内部）
図表75 SiCパワー半導体の製造ロードマップ
図表76 STMのSiCパワー半導体製品動向
図表77 三菱電機の車載用パワーモジュール
図表78 富士電機の車載用IGBTモジュールの高密度化
図表79 直接水冷IGBTモジュールの比較
図表80 SiCモジュールの製品ラインアップ
図表81 第4世代SiC-MOSFETの性能
図表82 パワー半導体メーカのSiC製品投入計画/設備投資・ウエハー調達状況
図表83 6インチSiCウエハーのコスト予測
図表84 VW GrのEVプラットフォーム投入ロードマップ
図表85 BorgWaner/DELPHIの800V SiCインバータと両面冷却Viper
図表86 SiCパワーモジュールコスト予測（2020～2025CY/2030CY）
図表87 SiC-MOSFETの技術ロードマップ
図表88 INVコスト差とBTコストから推定するSiC適用車両
図表89 400V/800VシステムのSiC適用効果
図表90 800VシステムAWDにおけるSiCの適用要件
図表91 SiCパワー半導体のOEM採用計画（搭載年/システム電圧/Tier1）
図表92 xEV用SiCインバータのOEM普及パターン予測
図表93 世界の自動車販売台数推移（CY2019～2025/CY2030）
図表94 国・地域別の新車販売台数（2020年 実績）
図表95 世界のパワートレイン別構成比予測（CY2019～2025/CY2030）
図表96 Eアクスルの特徴/サプライチェーン
図表97 Eアクスルのタイプ別パワーモジュールの種類
図表98 xEVタイプ別の搭載ロードマップ（CY2021～2030）
図表99 xEV用Si/SiCインバータの搭載台数予測（CY2020～2025/2030）
図表100 xEV用Si/SiCパワーモジュールの市場規模予測（数量/CY2020～2025/2030）
図表101 xEV用Si/SiCパワーモジュールの市場規模予測（金額/CY2020～2025/2030）
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