ペルチェ冷却モジュールの世界市場レポート2023-2029

ペルチェ冷却モジュール製品定義

ペルチェ冷却モジュールは、サーモエレクトリック冷却モジュールまたはペルチェデバイスとも呼ばれ、冷却または加熱アプリケーションに使用される固体半導体デバイスです。ペルチェ効果は、電流が2つの異なる種類の半導体材料の接合を通過するときに熱を吸収または放出する現象です。ペルチェ冷却モジュールは、小規模な電子機器の冷却から医療機器や科学機器に至るまで、様々な産業やアプリケーションで温度制御のために一般的に使用されています。

図.   ペルチェ冷却モジュール製品画像

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ペルチェ冷却モジュール市場概要

YHResearchが発行した最新市場調査レポート「ペルチェ冷却モジュールの世界市場レポート 2023-2029年」によると、ペルチェ冷却モジュールの世界市場規模は2023年の1124百万米ドルから2029年には2041百万米ドルに成長し、予測期間中の年平均成長率は10.5％と予測されています。

図.   ペルチェ冷却モジュールの世界市場規模（百万米ドル）、2018年～2029年

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市場促進要因:

ペルチェ冷却モジュールは、柔軟性、多様性、信頼性など、他に代えがたい長所と特性により、多くの現代産業を支える重要な技術となっており、家電、通信、医療実験、自動車、工業、航空宇宙・防衛、石油・ガス 鉱業などの分野では、熱電技術の進歩と推進に伴い、その川下用途が成熟し続け、新製品が登場し続け、市場の需要は年々増加する傾向を示しています。

中国の5G通信網の建設と新エネルギー自動車市場の活発な発展により、光モジュールの温度制御と自動車用パワーバッテリーの温度管理に使用される半導体熱電冷却デバイスの市場需要にも大きな成長の余地がある。

エレクトロニクス産業は進歩を続けており、デバイスの小型化と高性能化が進んでいる。ペルチェ冷却モジュールは、CPU、GPU、LEDライト、パワーエレクトロニクスなどの電子部品を効率的に冷却し、過熱を防止して信頼性の高い動作を保証するために使用されています。

制約:

熱電技術ソリューションの総合的な性能の向上は、熱電材料の卓越係数ZTの向上、熱電デバイスとシステム構造の設計と最適化、熱電システムの総合的な熱抵抗の低減などの要因に依存します。さらに、半導体熱電材料と熱電デバイスの生産と組み立てプロセスには、準備技術、生産設備、生産環境などの厳しい要件があります。そのため、半導体熱電デバイス、熱電システム、熱電機械応用製品の新製品開発と改良には、材料技術、製造技術、集積技術、伝熱技術、電子制御技術などの協調的な開発とブレークスルーが必要です。特に、高性能、小型、高信頼性が要求される高性能マイクロ熱電素子では、対応する性能指標要求を達成するために、長期間の研究開発試験と技術蓄積が必要であり、工業生産には十分なハイエンド自動化設備、精密加工設備、熟練工が必要であるため、業界外の企業が短期間で性能要求を満たす半導体熱電素子の開発・生産に成功することは不可能である。

半導体熱電産業のスケール効果は明らかである。熱電デバイスの場合、自動化設備投資による経済効果が人的投資による経済効果を上回るには、その生産が一定の規模に達する必要があり、それによって生産技術レベルが向上し、生産コストが削減され、規模の優位性が形成される。さらに、サーモエレクトリックシステムとサーモエレクトリックコンプリートマシン応用製品では、顧客の需要には多ロットと小ロットという明らかな特徴がある。サプライヤーに要求される品質とスピードは非常に高い。新規参入企業は短期的な要求を持っている。生産効率を向上させるために一定の生産規模を達成することが難しく、顧客のニーズに迅速に対応することが難しい。

環境保護、安全、エネルギー効率に対する人々の意識が高まり続ける中、世界各国政府は電気製品の安全、品質、省エネに関する認証基準を継続的に改善し、認証の種類も増え続けている。半導体熱電産業に関連する製品は、その国の市場に参入する前に、品質、環境保護、安全性、エネルギー効率などの面で各国の認証を取得する必要がある。特に、通信分野で使用される一部の高性能マイクロ熱電冷却デバイスの信頼性は、光電子デバイスの一般信頼性保証要求事項（GR-468-CORE）と米国国防総省が発行したマイクロ電子デバイス試験方法規格（MIL-STD- 883）およびその他の国際的な高度信頼性試験規格を満たす必要があります。

機会：

熱電材料技術の進歩、生産プロセスと構造設計の継続的な最適化により、冷却容量が大きく、熱電変換効率が高く、コストが低い半導体熱電デバイスは、より多くの異なる応用分野のニーズに応え、工業化の規模は拡大し続けています。

高性能マイクロ熱電冷凍デバイスは、半導体熱電冷凍技術の重要な発展方向となっています。

光モジュールやマイクロプロセッサーなどの電子デバイスの急速な発展に伴い、そのサイズは縮小し続け、集積度は向上し続けています。小面積での消費電力は急増し、局所的な熱流密度は著しく増加します。半導体サーモエレクトリック冷凍技術は、局所的なアクティブ冷凍と高熱流密度での精密な温度制御のための重要な技術ソリューションとして、高性能マイクロサーモエレクトリック冷凍デバイスの高信頼性と小型化が急務となっています。

川下アプリケーションは成熟し続け、新製品は出現し続け、市場需要は年々増加しています。

図.   ペルチェ冷却モジュールの世界市場規模、上位5社で全体の46.9%を占める

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本レポートでは、Ferrotec、Coherent Corp（旧II-VI Incorporated）、KELK Ltd.（コマツ）、Laird Thermal Systems、Z-MAXなど、ペルチェ冷却モジュールの主要プレーヤーを紹介している。

2022年には、世界のペルチェ冷却モジュール上位5社が売上高で市場シェアの46.9％を占める。上図は、ペルチェ冷却モジュールの売上高でランク付けされた主要プレーヤーを示している。

 

図.   ペルチェ冷却モジュールの世界市場規模、製品セグメント別分割

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製品タイプ別では、シングルステージモジュールが最大のセグメントで、2022年には56.64％のシェアを占める。

図.   ペルチェ冷却モジュールの世界市場規模、用途セグメント別分割

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製品の用途別では、家電製品が最大の用途で、24.2％のシェアを占めている。

図.   ペルチェ冷却モジュールの世界市場規模、地域別分割（生産量）

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図.   ペルチェ冷却モジュールの世界市場規模、地域別内訳

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著者について

 

Xinxin Wang - 主執筆者

 

 

YHResearchについて

 

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