Selon les prévisions d'IDTechEx, le marché de l'électronique de puissance dépassera les 65 milliards de dollars américains d'ici 2036, ce qui représente un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 10 % au cours de la prochaine décennie.
Dans son nouveau rapport intitulé « Marché de l'électronique de puissance 2026-2036 : Centres de données, véhicules électriques et énergies renouvelables », IDTechEx analyse les tendances d'innovation sur le marché de l'électronique de puissance, impulsées par les fabricants d'équipement d'origine (OEM) dans des secteurs tels que les centres de données, les véhicules électriques et les énergies renouvelables. L'électronique de puissance destinée aux centres de données, aux véhicules électriques et aux énergies renouvelables fonctionne à des puissances nominales très différentes et dans des conditions environnementales très variées. Les exigences et les contraintes de coûts sont également très différentes pour chacun de ces secteurs. Par conséquent, le rythme d'innovation en électronique de puissance varie considérablement d'un secteur à l'autre.
En analysant les besoins d'innovation en électronique de puissance pour toutes les applications, IDTechEx apporte un éclairage sur le marché de l'électronique de puissance dans son ensemble, en prévoyant les grandes tendances et les principaux obstacles à son adoption.
Véhicules électriques : le SiC dominera ; la consolidation du GaN sera plus longue
Bien que les IGBT en silicium soient restés les composants de puissance dominants dans les onduleurs de traction ces 20 dernières années, aux côtés d'autres composants de puissance en silicium pour les chargeurs embarqués et les convertisseurs CC-CC, les technologies à large bande telles que les MOSFET en carbure de silicium (SiC) occupent une part importante et croissante du marché de l'électronique de puissance pour véhicules électriques (VE). IDTechEx prévoit que les MOSFET en SiC représenteront la majorité du marché des onduleurs de traction pour VE d'ici 2036, ainsi que la majorité du marché des chargeurs embarqués et des convertisseurs CC-CC. Le fonctionnement à haute température, les vitesses de commutation plus rapides et la compacité permettent d'accroître l'efficacité, ainsi que le poids et le volume, contribuant ainsi à améliorer l'autonomie et les performances des VE.
Le GaN présente un potentiel important pour les véhicules électriques, mais son développement pour les applications automobiles dépend de la démonstration de sa fiabilité à long terme dans un environnement de véhicule électrique, ainsi que de sa capacité à fonctionner à des tensions élevées dans des architectures d'alimentation de 800 V pour véhicules électriques.
Centres de données : le haut débit permet le passage à une architecture d’alimentation de 800 V CC
Le secteur des centres de données a connu une transformation profonde depuis la généralisation de l'IA en 2023. Les modèles d'IA deviennent de plus en plus complexes et nécessitent une puissance de calcul accrue pour leur apprentissage. Ceci a entraîné le développement rapide de nouvelles générations de puces d'IA, plus énergivores. L'industrie de l'électronique de puissance pour les centres de données d'IA doit s'adapter afin de prendre en charge les futures générations d'IA pour l'apprentissage.
Les semi-conducteurs à large bande devraient se généraliser dans les alimentations des centres de données, ainsi que dans la conversion de puissance au point de charge. L'augmentation de la fréquence de commutation et de la tension de claquage du SiC et du GaN permet de concevoir des dispositifs de conversion de puissance plus performants et plus efficaces, dans des formats plus compacts, tout en préservant la fiabilité nécessaire à l'entraînement et à l'inférence des systèmes d'IA.
Le rapport d'IDTechEx, « Marché de l'électronique de puissance 2026-2036 : Centres de données, véhicules électriques et énergies renouvelables », propose des prévisions sur 10 ans concernant l'utilisation du Si, du SiC et du GaN dans les centres de données et anticipe une forte adoption du GaN au cours de la prochaine décennie, notamment pour les alimentations et la conversion de puissance au point de charge.
Dans le même temps, l'architecture d'alimentation des centres de données connaîtra une transformation majeure dans les prochaines années, passant du courant alternatif (CA) au courant continu haute tension (CCHT). Cette transition devrait simplifier l'électronique de puissance des centres de données, en réduisant le nombre d'étages de conversion et les risques de panne. Elle permettra également d'accroître l'efficacité globale des centres de données et de rendre possible la mise en place de racks de 1 MW, prévue pour la fin de cette décennie.
Ce rapport inclut des prévisions sur 10 ans concernant l'architecture d'alimentation des centres de données. IDTechEx prévoit que le 800 V CC deviendra l'architecture d'alimentation dominante pour les nouveaux centres de données dédiés à l'IA au cours de cette période. Dans ce rapport, IDTechEx compare le marché de l'électronique de puissance pour centres de données à celui de l'électronique de puissance pour véhicules électriques, en identifiant leurs principaux points communs et les innovations partagées.
Énergie éolienne : la fiabilité éprouvée du silicium ralentit l'adoption de la technologie à large bande
Bien qu'elle ne représente qu'un segment relativement restreint du marché mondial de l'électronique de puissance, l'électronique de puissance pour l'énergie éolienne contraste fortement avec les secteurs des véhicules électriques et des centres de données. Avec des puissances nominales encore plus élevées, des conditions plus exigeantes (fluctuations de température extrêmes, forte humidité et embruns salés) et des coûts importants en cas de panne, l'industrie de l'électronique de puissance éolienne a hésité à adopter les dernières innovations en matière d'électronique de puissance à large bande, préférant la fiabilité éprouvée de la technologie du silicium.
Après avoir analysé les collaborations entre les fabricants d'équipements d'origine (OEM) d'éoliennes et les fournisseurs de SiC, et suite à des échanges avec des acteurs tels que Hitachi Energy, IDTechEx a élaboré des prévisions sur 10 ans concernant la demande de silicium (Si) et de SiC pour les convertisseurs de puissance des éoliennes. Ces prévisions anticipent une adoption progressive du SiC dans l'industrie de l'électronique de puissance éolienne au cours de la prochaine décennie. L'adoption du SiC dans le secteur éolien représente une évolution technologique majeure ; sa fiabilité à long terme, déjà éprouvée dans des environnements difficiles, permet d'étendre son champ d'application aux énergies renouvelables.
Du milieu stérile des centres de données d'IA, où la forte demande en densité de puissance pour l'entraînement des modèles d'IA de nouvelle génération stimule les investissements dans l'innovation en électronique de puissance, aux convertisseurs de puissance des éoliennes, où les fortes pressions sur les coûts et la fiabilité sont primordiales, les innovations en électronique de puissance se manifestent de manière très différente selon les secteurs. Face à des applications aussi diverses et interconnectées, une approche transversale est nécessaire pour comprendre l'impact des innovations dans un domaine sur les autres. L'étude « Marché de l'électronique de puissance 2026-2036 : Centres de données, véhicules électriques et énergies renouvelables » propose une analyse approfondie des matériaux semi-conducteurs et des innovations d'application indispensables à une compréhension globale du secteur de l'électronique de puissance.
Auteur : Matthew Fall, analyste technologique chez IDTechEx
