mikroelektronik - trendanalyse bis 2023...impressum mikroelektronik – trendanalyse bis 2023...
TRANSCRIPT
Mikroelektronik – Trendanalyse bis 2023
Vorstellung langfristiger Trends 2013 – 2018 – 2023
Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie
ImpressumMikroelektronik – Trendanalyse bis 2023Vorstellung langfristiger Trends 2013 – 2018 – 2023
Herausgeber: ZVEI - Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e. V. Fachverband Electronic Components and Systems Lyoner Straße 9 60528 Frankfurt am Main, Germany
Telefon: +49 69 6302-276 Fax: +49 69 6302-407 E-Mail: [email protected] www.zvei.org
Redaktion: Dr. Ulrich Schaefer Marktexperte Mikroelektronik
Kontakt ZVEI: Dr. Sven Baumann
April 2019
Trotz größtmöglicher Sorgfalt übernimmt der ZVEI keine Haftung für den Inhalt. Alle Rechte, insbesondere die zur Speicherung, Vervielfälti-gung und Verbreitung sowie der Übersetzung, sind vorbehalten.
Wachstumsphase
Wachs-
tums-
phaseWachstumsphase
Wachs-
tums-
phase
Wachstums-
phase
Dauerhaftes WachstumMonatstrend Weltmarkt Halbleiter (gleitende 3-Monatsdurchschnitte)
Stärkster Einbruch in der Geschichte des Mikroelektronikweltmarkts im Februar 2009
Bereits 13 Monate später, 3/2010, wurde der Spitzenwert aus September 2008 wieder erreicht
Nach moderater Entwicklung 2017 sehr hohes (+21,6 Prozent) und 2018 hohes Wachstum (+13,7 Prozent), weitgehend getrieben durch Speicher
Wachstum ohne Speicher 2017 bei 9,9 Prozent und 2018 bei 7,8 Prozent
Deutlicher Rückgang des Wachstums im4. Quartal 2018
Mill
iard
en
US
Dolla
r p
ro M
on
at
10
20
30
01991 1995 2000 2005 2010 2015
40
2000 – 2018
4,5 % pro Jahr1991 – 2000
9,5 % pro Jahr
Trend 1: Reife IndustrieLangfristwachstum 1980 bis 2023
Marktvolumen des Welthalbleitermarkts 2018: 469 Mrd. US Dollar, +13,7 Prozent gegenüber 2017
Verbrauch pro Kopf der Weltbevölkerung 2018: 55 US Dollar (1995: 25 US Dollar), das entspricht einem mittleren Wachstum von 3,6 Prozent pro Jahr
Das langjährige Mikroelektronikmarkt-wachstum hat sich im mittleren einstelligen Bereich eingependelt
0 %
5 %
10 %
15 %
20 %
1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015
mittle
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ach
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(10
-jäh
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Durc
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nitt)
mittleres Wachstum 15 % p.a.
5 % p.a.
2020
Verschiebung der Anteile der HalbleitertypenAnteile am Gesamtmikroelektronikmarkt 1998 – 2018
Stark unterschiedliches Wachstum der verschiedenen Halbleitertypen
Micro wird von Speicher und Logik als größtes Segment abgelöst
Extreme Zunahme der Speicher (2017 +61,5 Prozent, 2018 +27,4 Prozent gegenüber Vorjahr)
Sehr hohes Wachstum bei Sensoren, allerdings von sehr kleiner Basis
Weit überdurchschnittliches Wachstum bei Opto und Speichern
0 %
20 %
40 %
60 %
80 %
100 %
1998 2003 2008 2013 2018
An
teil
am
Ge
sa
mtu
msa
tz
Anteile CAGR
1998 2018 ‘98/‘18
Speicher 18,3 % 33,7 % 21,3 %
Micro 29,4 % 14,3 % 6,2 %
Logik 24,0 % 23,3 % 13,8 %
Analog 15,2 % 12,5 % 11,9 %
Sensor 0,0 % 2,8 % 76,2 %
Opto 3,7 % 8,1 % 23,5 %
Diskrete 9,5 % 5,1 % 7,3 %
Samsung
Hynix
Toshiba
Elpida
Matsushita
IM Flash
Micron
Cypress
Winbond
ProMOS
PSC
Nanya
Inotera
Rexchip
Tech
2010: 15
Änderungen in der Mikroelektronikindustrieam Beispiel der Speicher
Konsolidierung bei Speicherherstellern 1990 – 2018
3
3
2
7
USA
Europa
Japan
Südkorea
Taiwan
1) Quelle: ihs2) fabless, Produktion: Toshiba, Samsung, Hynix
Lucky Goldstar
Daewoo
Samsung
Hyundai
Tohoku
Oki
Sharp
Nippon Steel
Fujitsu
Sanyo
Sony
Yamaha
Toshiba
NEC
Hitachi
Mitsubishi
Matsushita
SGS
Siemens
NSC
Mosel
Intersil
TI
Motorola
IDT
Micron
MPS
IBM
BAE
Cypress
Intel
1990: 31
12
2
13
4
Samsung
Hynix
Toshiba
NEC
Hitachi
Mitsubishi
Matsushita
Qimonda
Spansion
Micron
Cypress
Intel
Winbond
ProMOS
PSC
Macronix
Tech
2000: 17
41
5
2
5
Micron
Western Digital2)
Samsung
Hynix
Toshiba
2018: 5
2
12
Konsolidierung bei Speicherherstellern
(63 % von zwei koreanischen Firmen)
Marktanteile 20181) DRAM Flash gesamt
Samsung 45 % 39 % 42 %
SK Hynix 28 % 11 % 21 %
Micron 23 % 15 % 18 %
Toshiba --- 17 % 9 %
Western Digital2) --- 15 % 6 %
Top 5 gesamt 96 % 97 % 96 %
Trend 2: StückzahlentwicklungIC-Weltmarkt in Milliarden Stück (gleitende 3-Monatsdurchschnitte)
Wachstum seit den 1980er Jahren unver-
ändert bei nahezu 8 bis 9 Prozent pro Jahr,
in 2018 auf 311 Mrd. Stück angewachsen
Bisher nur temporäre Abweichungen vom
Trend
Verbrauch an ICs pro Kopf der Welt-
bevölkerung hat sich von 8 ICs im Jahr
1995 auf 42 ICs 2018 erhöht
Seit 2012 wieder Wachstum entsprechend
Trend, Gesamtmenge leicht verschoben10
30
0
Mill
iard
en
Stü
ck p
ro M
on
at
20
1995 2000 2005 2010 2015
Durchschnittliches
Wachstum
8,5 % pro Jahr
Trend 3: Mikroelektronik und Weltwirtschaft
Mikroelektronikentwicklung ein halbes Quartal vor derdes BIP: Korrelation: r = 0,66
-5 %
-4 %
-3 %
-2 %
-1 %
0 %
1 %
2 %
3 %
4 %
5 %
-50 %
-40 %
-30 %
-20 %
-10 %
0 %
10 %
20 %
30 %
40 %
50 %
Jährliches Wachstum
reales BIP Welt
[linke y-Achse]
Mikroelektronikmarkt Welt
[rechte y-Achse]
‘07 ‘08 ‘09 ‘10 ‘11 ‘12 ‘13 ‘14 ‘15 ‘16 ‘17 ‘18 ‘19F
Entwicklung der Mikro-
elektronik korreliert recht gut
mit der des Welt BIP, eilt ihm
aber etwa 6 Wochen voraus
Wegen des Einbruchs der
Mikroelektronik im 4. Quartal
2018 scheint die BIP
Entwicklung für 2019 zu
optimistisch
Trend 4: Regionale VerschiebungMarktanteilsentwicklung (gleitende 3-Monatsdurchschnitte)
0 %
10 %
20 %
30 %
40 %
1986 1990 2000 2005 2010
Die Marktanteile haben sich seit 1986
stark verändert, bis 2000 waren Japan
und Amerika Nr. 1
Seit 2000 ist China am stärksten
gewachsen
Der Rest von Asien/Pazifik bis 2007
vergleichbar zu China gewachsen,
danach erst Stagnation und seit 2015
rückläufig
Seit 2008 Amerika leicht steigend,
weiterer Rückgang von Europa und
Japan
China ist inzwischen größtes
Abnehmerland für Halbleiter
(Marktanteil 34 Prozent in 2018)
Asien/Pazifik
China
Amerika
JapanEuropa
1995 2015
bis 1996 incl. China,
danach China getrennt
An
teil
am
Ge
sa
mtu
msa
tz
Amerika EuropaAsien/Pazifik
ohne China
Trend 4: Regionale VerschiebungMarktanteile 2018
Chinas Anteil weiter steigend, 2017 erstmals
größter Markt für Mikroelektronik
Anteil von dem Rest von Asien und Japan
geht weiter zurück
Europas Anteil am Welthalbleitermarkt 2018
nahezu unverändert
Deutschlands Anteil weiter rückläufig
(Werte von 2017)
0 %
10 %
20 %
China Japan Deutschland
An
teile
Weltm
ark
t
30 %
26,5 %(28,5 %)*
33,8 %(31,8 %)
8,5 %(8,9 %)
22,0 %
(21,5 %)
9,2 %(9,3 %)
3,2 %(3,5 %)
95,2(16,6)
48,8(2,7) 40,0
(9,2)
15,2(5,0) 7,2
(-0,3)3,6(5,9)
4,5(20,2)
41,2(12,4)
27,9(12,8) 22,2
(20,0)
158,4(20,5)
Trend 4: Regionale VerschiebungTop 10 Halbleitermärkte 2018
40
120
160
Mill
iard
en
US
Dolla
r im
Ja
hr
0
(Veränderung gegenüber 2017 in Prozent)
80
Trend 4: Regionale VerschiebungTop-10-Halbleitermärkte – mittleres jährliches Wachstum 2013-2018
-5 %
0 %
5 %
15 %
-2,4
mittle
res jäh
rlic
he
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ach
stu
m 2
01
3 b
is 2
01
8
10 %
9,6 9,011,9 1,72,8 4,412,4 4,24,6 2,8
Ausblick – RegionenVergleich 2013 – 2018 – 2023
Asiens Anteil (inkl. China) am
Mikroelektronikmarkt wird 2023
mit rund 333 Mrd. US Dollar 62
Prozent betragen, wobei China
mit 177 Mrd. US Dollar allein 33
Prozent halten wird
Amerikas Anteil wird mit 22
(2018) und 21 Prozent (2023)
ungefähr konstant bleiben, mit
einem Marktvolumen von 111
Mrd. US Dollar
Europas und Japans Anteil wird
bei 47 bzw. 44 Mrd. US Dollar
(9 bzw. 8 Prozent) liegen
Weltweiter Umsatz:
2013: 306 Mrd. US Dollar
2018: 469 Mrd. US Dollar
2023: 535 Mrd. US Dollar
mittleres jährliches Wachstum:
2013-18 2018-23
Welt 8,9 % 2,7 %
Amerika 10,9 % 1,6 %
Europa 4,3 % 1,6 %
Japan 2,8 % 1,9 %
China 12,4 % 2,3 %
Rest Asien 7,6 % 4,6 %40
80
120
160
200201320182023
Amerika Asien/
Pazifik
0
Mill
iard
en
US
Dolla
r p
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ah
r
Europa Japan
3540
61
103 1
11
35
4347 44
86
124
156
88
158
177
China
63
101 105
17 19 19 44
6877
43
62 67
318
274
354
Regionen – Pro-Kopf-Verbrauch Vergleich 2013 – 2018 – 2023
Japans Pro-Kopf-Verbrauch liegt mit 274 US
Dollar/Kopf 2018 nach wie vor mit weitem
Abstand an der Spitze und steigt bis 2023
deutlich weiter an
Amerika (Nord-, Mittel- und Südamerika) lag
2018 mit 101 US Dollar/Kopf deutlich
geringer an zweiter Stelle
Europa (hier EMEA, d.h. inkl. Afrika) bildet
das Schlusslicht mit einem Verbrauch von
19 US Dollar/Kopf 2018
0
100
200
300
Amerika Europa
(EMEA)
Japan Rest der
Welt
Welt
gesamt
US
Dolla
r p
ro K
op
f
2013
2018
2023
Länder – Pro-Kopf-Verbrauch Vergleich 2013 – 2018 – 2023
2013 lag Deutschland noch mit den USA
gleichauf, seitdem dort sehr viel stärkeres
Wachstum
Die EU ist inzwischen im Pro-Kopf-Verbrauch
auf den letzten Platz der wesentlichen
Elektronikproduzenten zurückgefallen (wird
sich in den nächsten 5 Jahren nicht ändern)
USA EU ChinaDeutschlandJapan
170
289301
66
8288
64
114126
169
202
220
318
274
2013
2018
2023
354
0
100
200
300
US
Dolla
r p
ro K
op
f
Halbleiter-Marktsegmente weltweit Entwicklung 2003 – 2018
0 %
20 %
40 %
60 %
80 %
100 %
2005 2010 2015
An
teile
in P
roze
nt
2003 2018Government 0,7 % 1,0 %
Kommunikation 22,3 % 32,4 %
Industrie 7,0 % 12,0 %
Computer 46,6 % 30,8 %
Automotive 8,2 % 11,5 %
Unterhaltung 15,2 % 12,3 %
Halbleiter-Marktsegmente nach RegionenStatus 2018 und regionale Verteilung
Segmentverteilung in den Regionen Regionale Verteilung der Segmente
Anteile in Prozent
Asien/Pazifik
ohne China
China
Japan
Europa
Amerika
Government
Kommunikation
Industrie
Computer
Automotive
Unterhaltung
7 715 14 15 12
9
3525
7 7 11
40
16 21
2835 31
10
25 19
119 12
32
15 19
40 34 32
2 2 1 0 1 1
13 17
2917 22
51
5
28 519
4
16
11
18
6
14
5
5
40
21
31
30
41
11
32
16
3018
2818
Halbleiter-Marktsegmente EuropaEntwicklung 2000 – 2018
Automotive ist in Europa von 2000
bis 2017 um 270 Prozent gewachsen
(weltweit +370 Prozent)
Der Industriebereich ist in Europa
ebenfalls gewachsen, von 2000 bis
2017 um 155 Prozent (weltweit +257
Prozent)
Der Anteil aller anderen Segmente ist
deutlich zurückgegangen (zwischen
-21 und -59 Prozent)
0 %
100 %
400 %
2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 20162014
200 %
Konsumelektronik: -21%
Kommunikation: -50 %
Änderung ‘00 - ‘18
Gesamt: 2%
Automotive: +270 %
Computer: -59 %
Industrie: +155 %
Gesamtbedarf 2018:
Der Gesamtumsatz in Europa liegt nachhohem Wachstum in 2018 2 Prozentüber dem Wert von 2000
300 %
Halbleiterproduktion 2013 / 2018Länder-Verteilung der Produktion nach Firmensitz(Umsatz in US Dollar, ohne Foundries)
Weltweiter Umsatz
2013: 306 Mrd. US Dollar
2018: 469 Mrd. US Dollar
Wachstum: 8,9 Prozent
pro Jahr
Halbleiterhersteller aus den
USA beherrschen weiterhin das
Geschehen am Weltmarkt,
leicht rückläufig, deutliches
Wachstum in Südkorea
Anteil in Japan ist stark
rückläufig (17 auf 11 Prozent)
Leichter Rückgang auch in
Europa und Taiwan
Mit der EU als Einheit sind
Firmen aus nur 6 Ländern
maßgeblich an der Herstellung
beteiligt, ihr Anteil beträgt
nahezu 100 Prozent der
Weltproduktion
Anteil 0 % 10 % 20 % 30 % 40 % 50 %
Taiwan
Japan
USA
EuropäischeUnion
Südkorea
China
17
11
7
6
10
9
2013 49
2018 47
16
24
1
3
Halbleiterproduktion 2013 / 2018Länder-Verteilung der Produktion nach Standort der Wafer-Fab(Front-End-Fertigung, inkl. Foundries)
2017 hat Taiwan Japan vom ersten Platz verdrängt
2018 haben auch China und Südkorea mit Japan gleichgezogen
78 Prozent der gesamten Kapazität in Asien (einschließlich Japan)
Europäische Union mit 8,0 Prozent auf Rang 6 (Deutschland mit 2,8 Prozent auf Rang 7)
Produktion in den USA rückläufig wegen wachsendem Anteil von fabless-Firmen
Anteil 0 % 5 % 10 % 15 % 20 %
Singapur
EuropäischeUnion
USA
China
Taiwan
Südkorea
Japan
Welt-Produktionskapazität1)
2013: 20,2 Mio. Wafer
2018: 27,1 Mio. Wafer
Wachstum: 6 Prozent
pro Jahr
1) Waferstarts pro Monat,
normiert auf 200mm-Wafer
10
8
13
11
6
6
12
18
2013 17
2018 19
17
18
20
18
Kleiner Exkurs: Verteilung nach TechnologieLänder-Verteilung der Produktion nach Standort der Wafer-Fab (inkl. Foundries)
0 %
20 %
40 %
60 %
80 %
100 %
>0,7µm 0,7µm-
0,35µm
0,35µm-
0,18µm
0,18µm-
90nm
90nm-
40nm
40nm-
25nm
<10nm
Singapur
EU
China
USA
Südkorea
Taiwan
Japan
Mehr als die Hälfte der Kapazität für Leading-Edge-Technologien (< 18nm) in Taiwan und Südkorea
Europas Anteil an größeren Linienbreiten deutlich höher als GesamtanteilGrund: Europas Stärke liegt im Bereich diskreter Leistungs-halbleiter und Smart-Power-ICs
Japan nutzt großen Anteil an alten Technologien auch für komplexe ICs
28
11
4
15
21
15
16
11
3
11
32
13
7
20
19
1
10
18
17
12
19
19
6
12
17
14
4
27
12
16
20
7
10
4
5
42
16
8
24
8
21
8
24
12
8
5
8
23
17
41
12
234
39
25
12
4
25nm-
18nm
18nm-
10nm
Kleiner Exkurs: Technologieentwicklung Verteilung der Kapazität nach Technologie und Waferdurchmesser
0 %
10 %
20 %
30 %
40 %
50 %
An
teil
0 %
10 %
20 %
30 %
40 %
50 %
60 %
<150 mm 150 mm 200 mm
300 mm 450 mm
An
teil
Verteilung nach Strukturgröße
Bisher noch keine Technologie verschwunden
Seit 2005 wieder Zunahme von >0,7 µm wegen
steigendem Bedarf an Leistungselektronik
Bisher keine Wafergröße verschwunden
Anteil der 300-mm-Wafer nimmt (noch) ständig zu
Derzeit kein Einsatz von 450-mm-Wafern
1995 2000 2005 2010 2015 2020
Verteilung nach Waferdurchmesser
>0.7 µm 0.7 µm-0.35 µm 0.35 µm-0.18 µm 180 nm-90 nm
90 nm-40 nm 40 nm-25 nm 25 nm-18 nm 18 nm-10 nm <10 nm
1995 2000 2005 2010 2015 2020
Kleiner Exkurs: Technologieentwicklung Verteilung der Kapazität nach Technologie und Waferdurchmesser
0 %
10 %
20 %
30 %
40 %
50 %
An
teil
0 %
10 %
20 %
30 %
40 %
50 %
60 %
<150 mm 150 mm 200 mm
300 mm 450 mm
An
teil
>25 nm geht langsam zurück
25 nm bis 10 nm weitgehend konstant
<10 nm nimmt weiter zu
Bisher keine Wafergröße verschwunden
Anteil der 300-mm-Wafer nimmt (noch) ständig zu
Derzeit kein Einsatz von 450-mm-Wafern
1995 2000 2005 2010 2015 2020
Verteilung nach Waferdurchmesser
40 nm-25 nm 25 nm-18 nm 18 nm-10 nm <10 nm
1995 2000 2005 2010 2015 20200 %
10 %
20 %
30 %
2005 2010 2015 2020
Verteilung nach Strukturgröße
< 40 nm
Halbleiterproduktion 2013 / 2018Produktionsanteil in der Heimatregion der jeweiligen Hersteller(Front-End-Fertigung, inkl. Foundries)
In Amerika weiterer Rückgang des Anteils, inzwischen weniger als die Hälfte der Produktion
In Europa höchste Verlage-rungsrate der Fertigung ins Ausland (weitgehend Asien)
Asiatische Firmen produzieren entweder in den Heimatländern oder in China
Japanische und chinesische Firmen produzieren nahezu ausschließlich in ihren Heimatländern
25 %
50 %
75 %
100 %
Amerika Europa Japan Asien(ohne China)
Welt
Welt-Produktion – Wafer
Nach wie vor regional
unterschiedlich von
Globalisierung betroffen
China
52
70
100
89
81
48
55
99
85
79
10099
An
teil
2013
2018
2023
Halbleiterproduktion 2013 / 2018 / 2023Regionale Verteilung der Produktion nach Standort der Wafer-Fab (Front-End-Fertigung, inkl. Foundries)
Aufbau neuer Kapazität über-wiegend in Asien – China, Taiwan und Südkorea
2023 wird in China vor Süd-korea und Taiwan die höchste Fertigungskapazität sein
Europa und Amerika verlieren weiterhin Anteile
Obwohl japanische Firmen neue Fabs ausschließlich in Japan planen, wird die Kapa-zität auf Rang 4 zurückfallen
An
teil
0 %
10 %
20 %
30 %
40 %
50 %Welt-Produktionskapazität1)
2013: 20,2 Mio. Wafer
2018: 27,1 Mio. Wafer
2023: 33,9 Mio. Wafer
Wachstum: 5 Prozent
pro Jahr(2018 – 2023)
1) Waferstarts pro Monat,
normiert auf 200 mm-Wafer
14
20
43
11
18
43
1011
9 8
17
42
12
18
22
Amerika Europa Japan Asien(ohne China)
China
2013
2018
2023
Automobil-Elektronik Entwicklung der weltweiten Kfz-Produktion
Seit dem 4. Quartal 2008 für ein Jahr drastischer Rückgang der weltweiten Produktion (-19 Prozent),
noch stärkerer Einbruch wurde durch staatliche Förderprogramme verhindert
Beginnende Erholung seit Ende 2009, bereits 2010 wurde der Wert von 2007 wieder überschritten
Ab 2018 ist das Wachstum auf 1 Prozent reduziert
2000 2005 2010 2015
Welt-Produktion 1)
1993: 47 Mio. Einheiten
2023: 104 Mio. Einheiten
Wachstum: 3 Prozent
pro Jahr
1) ohne schwere Nkw
Mill
ion
en
Stü
ck p
ro J
ah
r
0
20
40
60
80
100
120
20201995
2 % p.a.
4 % p.a.
1 % p.a.
Automobil-ElektronikRegionale Entwicklung der Kfz-Produktion nach Ort der Fabrik
Wachstum unter Vorkrisenniveau (Sättigung in China erreicht?)
Europa hat Position als größte Kfz-Region der Welt an China endgültig abgegeben
Höchstes Wachstum in China, bedingt durch Fertigungsaufbau ausländischer Firmen, aber auch gute Entwicklung der eigenen Industrie
Welt-Produktion (gesamt)
2018: 97 Mio. Einheiten
2023: 105 Mio. Einheiten
Wachstum: 1,5 Prozent
pro Jahr
Amerika Japan Asienohne China
Europa
(mittleres jährliches
Wachstum in Prozent)
20,622,1
(1,3)
25,3
9,5
13,4
9,4
(-0,1)
14,8
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25,3
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(3,1)M
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0
10
40
20
30
China
2018
2023
Automobil-ElektronikRegionale Entwicklung der Kfz-Produktion nach Sitz der Firma
Auch 2023 noch ein Drittel aller Autos von europäischen Firmen (davon die Hälfte von deutschen)
Höchstes Wachstum chinesischer Firmen, wesentlich getrieben durch den Inlandsmarkt
Zuwachs japanischer, amerikanischer und europäischer Firmen nimmt etwa gleiche Entwicklung
Japanische und europäische Firmen lassen den größten Teil der Kfz im Ausland produzieren
Welt-Produktion (gesamt)
2018: 97 Mio. Einheiten
2023: 105 Mio. Einheiten
Wachstum: 1,5 Prozent
pro JahrM
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40
20
30
(mittleres jährliches
Wachstum in Prozent)
Amerika Japan Asienohne China
Europa China
2018
2023
Automobil-ElektronikRegionale Entwicklung der Kfz-Produktion 2013 – 2018 – 2023
0
10
20
30
40
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3: 86 %
)
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1: ~
100 %
)
3 G
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1: 99 %
)
7 G
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3: 93 %
)
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ruppen (
5: 93 %
)61 G
ruppen (
6: 65 %
)
8 G
ruppen (
3: ~100
%) 2013 2018 2023
Produziert von Firmengruppen aus den Top 8 Ländern
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2: 98 %
)
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(6: 9
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Seit 2009 ist China das Land mit der höchsten Zahl an produzierten Kfz
2017 haben chinesischen Firmen erstmals mehr Kfz produziert als Firmen aus den USA
Aber die Top 5 Firmen kommen immer noch aus Deutschland, Frankreich, Japan, USA und Südkorea
aus 2013 2018 2023
Europa 35 % 39 % 38 %
Japan 25 % 23 % 23 %
China 12 % 15 % 16 %
Amerika 17 % 13 % 13 %
Asien 11 % 10 % 10 %ohne China
2018 weltweite Zahlen:
Marktanteile Anzahl Firmen
100 % ~145
90 % 20 (>1 % des Markts)
81 % 13 (>2 % des Markts)
64 % Top 8 (>5 % des Markts)
Automobil-ElektronikRegionale Entwicklung der Kfz-Produktion 2013 – 2018 – 2023
Automobil-ElektronikRegionale Entwicklung der Neuzulassungen von Kfz
20162010 2012 2014
Gesamt Verkauf (MStück/a & CAGR)
USA Japan Europa China
2009 10,4 4,6 13,8 13,7
2013 15,6 5,4 12,4 21,0
2018 17,7 5,3 15,6 23,7
Anteil USA, Japan, Europa, China
2013 54,4 = 64 % der Weltproduktion
2018 62,3 = 62 % der Weltproduktion
Wachstumsraten
USA - 2009 -24,0 % p.a.2009 - 2015 9,4 % p.a.2016 - 2018 -0,5 % p.a.
Japan 2008 - 2016 0,7 % p.a.
Europa - 2013 -5,0 % p.a.2013 - 2018 6,6 % p.a.
China - 2010 11,0 % p.a.2011 - 2016 6,9 % p.a.2017 - 2018 -5,0 % p.a.
2018
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0.8
1.2
1.6
2.0
0
2.4
Europa
Japan
USA
China
Automobil-ElektronikEntwicklung der Kfz-Produktion nach Antriebssystemen
Unterschiedlich in den Regionen:
• Amerika: Flex Fuel und Hybrid treiben die Zukunft,
Diesel zunehmend nur für Nkw
• Japan: Starke Dominanz von Benzin, Region mit
dem größten Anteil an Hybrid/Elektro
• Europa: Höchster Anteil von Diesel, stark rückläufig
sehr hohe Zunahme von Hybrid/Elektro
• China: Pkw weitgehend mit Benzinmotoren,
hohes Wachstum von Hybrid/Elektro
• Asien: Dominanz von Benzin, wachsender Anteil
ohne China von Hybrid/Electric
Verteilung Antriebssysteme für Kfz (Welt)
2018 2023 CAGR
Benzin 66 % 50 % -4,2 %
Diesel 20 % 13 % -7,1 %
Hybrid-Kfz 3 % 17 % 39,8 %
rein Elektro-Kfz 1 % 4 % 50,1 %
Alle anderen 10 % 16 % 17,0 %
(Flex Fuel [Benzin/Alkohol], CNG, Liquid Gas, etc.)
0 %
20 %
40 %
60 %
80 %
100 %
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Japan Europa Asienohne China
WeltAmerika China
2018
2023
Alle anderen Elektro Diesel BenzinHybrid
Automobil-ElektronikEntwicklung der Kfz-Produktion nach Antriebssystemen
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EU gesamt 41,2 %
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7,9
%
65
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4,9
%
42
,8 %
Im Ranking von 25 EU-Staaten des Anteils von Diesel-Pkw ist Deutschland auf Platz 17 und damit ~9 Prozent unter dem Durchschnitt.
Trotzdem scheint Deutschland das einzige Land zu sein, in dem es Probleme mit den Dieselabgasen (NOx) gibt.
Folge: Rückgang des Anteils der neu zugelassenen Diesel Pkw von 55,7 Prozent (Max, 2011) auf 44,4 Prozent (2017).
Konsequenz: Steigender CO2
Ausstoß bei neu zugelassenen Fahrzeugen.
Anteil der Diesel Pkw in den Ländern der Europäischen Union
Automobil-ElektronikMikroelektronikverbrauch für Kfz nach Regionen / Ländern
Wegen des hohen Wachstums 2017 und 2018 (+16 und +19 Prozent) unterdurchschnittliche Zunahme in den Folgejahren
bis 2023 (langjähriges Mittel ~8 Prozent)
Automobilelektronik wird dominiert von Europa und zunehmend China
Höchstes Wachstum in China, ab 2022 an erster Stelle
Weltbedarf an Kfz-Halbleitern
2018: 53,9 Mrd. US Dollar
2023: 71,0 Mrd. US Dollar
Wachstum: 5,6 Prozent
pro JahrM
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11,3
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(4,5)12,3
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16,9
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Amerika Europa Japan Asien(ohne China)
China
(mittleres jährliches
Wachstum in Prozent)
2018
2023
10
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5
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20
10
Automobil-ElektronikMikroelektronikverbrauch für Kfz nach Applikationen
Wachstum in allen Kfz-Applikationen
Höchstes Wachstum für Insassenschutz bedingt durch Fahrer-Assistenz-Systeme, löst Antriebsstrang als Haupt-anwendung ab
Infotainment hat in den letzten Jahren gut zugenommen bedingt durch Kommunikation zum Internet
Antriebs-strang
Karosserie Chassis Insassen-schutz
Diebstahl-schutz
Infotain-ment
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10,3
6,6
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19,8
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14,1
(5,2)
16,1
(6,6)
(mittleres jährliches
Wachstum in Prozent)
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Weltbedarf an Kfz-Halbleitern
2018: 53,9 Mrd. US Dollar
2023: 71,0 Mrd. US Dollar
Wachstum: 5,6 Prozent
pro Jahr
2018
2023
Automobil-ElektronikErfolg der aktiven und passiven Sicherheitssysteme
1960 1970 1980 1990 2000
4
8
12
16
20
24
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12
24
36
48
60
72
Regis
trie
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Kfz
(in
Mill
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en
)
2010
Reduzierung der Zahl von Verkehrstoten in Deutschland durch Einführung von passiven und aktiven Sicherheitssystemen
mit -4 Prozent pro Jahr seit 1970, trotz erheblicher Zunahme der Kfz
2018 Anstieg um 2,7 Prozent Verkehrstote auf 3.265
Anstieg ausschließlich durch Unfälle von Zweiradfahrern verursacht
Autobahn:
~ 2601950
Seit 2000 zu-nehmende Zahl
von Fahrer-Assistenz Systemen
1978ABS
1983Gurtstraffer
1996Seiten-Airbag
1971Gurte
1980Fahrer-Airbag
1989Grenz-öffnung
2000ESP
21 300 Tote
21 Mio. Kfz
3 265 Tote
63 Mio. Kfz
Automobil-ElektronikErfolg der aktiven und passiven Sicherheitssysteme
1960 1970 1980 1990 2000
4
8
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16
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2010
Reduzierung der Zahl von Verkehrstoten in Deutschland durch Einführung von passiven und aktiven Sicherheitssystemen
mit -4 Prozent pro Jahr seit 1970, trotz erheblicher Zunahme der Kfz
2018 Anstieg um 2,7 Prozent Verkehrstote auf 3.265
Anstieg ausschließlich durch Unfälle von Zweiradfahrern verursacht
Autobahn:
~ 2601950
Seit 2000 zu-nehmende Zahl
von Fahrer-Assistenz Systemen
1978ABS
1983Gurtstraffer
1996Seiten-Airbag
1971Gurte
1980Fahrer-Airbag
1989Grenz-öffnung
2000ESP
21 300 Tote
21 Mio. Kfz
3 265 Tote
63 Mio. Kfz
Pressemitteilung vom Statistischen Bundesamt Nr. 069 vom 27.02.2019:
„Die bisher vorliegenden detaillierten Ergebnisse für den
Zeitraum Januar bis November 2018 zeigen, dass weniger
Fußgänger im Straßenverkehr tödlich verunglückten (-25
Getötete oder -6,1 %). Auch die Zahl der getöteten Insassen von
Personenkraftwagen ging zurück (-27 Getötete oder -2,1 %).
Dagegen kamen mehr Menschen auf Fahrrädern (+50 Getötete
oder +13,6 %) sowie Krafträdern (+57 Getötete oder +9,0 %)
ums Leben.“
Automobil-ElektronikErfolg der optimierten Steuerungen im Antriebsbereich
1,9 Prozent p.a. – Reduktion des durchschnittlichen Spritverbrauchs in Deutschland gefertigter Autos von 1975 bis 2018 durchschnittlicher
CO2-Ausstoß wurde von 270 g/km auf 125 g/km reduziert
CO2-Reduzierung nur mit Dieselmotoren möglich, technische Maßnahmen zur Lösung des NO2-Problems bereits im Einsatz (Euro-Norm 6 Weiterentwicklung)
Mit Ausbau von Elektroantrieben –insbesondere Plug-In (Diesel-) Hybriden – EU-Ziel (95g /km) in den nächsten Jahren erreichbar
Weitere Reduktion mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden – auch mit reinem Elektroantrieb bei dem derzeitigen Strommix nicht möglich1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
4
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10
12
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km
)
2010 2015
Elektronische
Zündung
Motronic
Elektronische
Diesel-
Einspritzung
Elektronisches
Gaspedal
Hochdruck-
Diesel-
Einspritzung
Common Rail
SystemBenzin
Direkt-
Einspritzung
11.2 l/100km
(270g CO2/km)
5.6 l/100 km
(135 g CO2/km)
Automobil-ElektronikWesentliche künftige Wachstumstreiber
Konsequenz: Stark wachsender Halbleiterbedarf in More-Moore-Technologien,
hochgradig spezialisiert auf Automotive ApplikationenQuelle Fotos: Bosch
Autonomes Fahren – E-Mobilität (Hybride + EVs) – Kommunikation
E-mobility
Wireless Connectivity:
WiFi, BT, DSRC, LTE
Processing Unit:
MCU, MPU, FPGA
Speicher:
Flash,
SDRAMSensoren:
MEMS, Radar, Kamera, LIDAR
Power
ManagementMuskeln
Augen & OhrenMund
Nerven
GehirnKommunikation ADAS
Von alleiniger Fahrerverantwortung zum vollständig autonomen Fahren
L0 L1 L2 L3 L4 L5
nurFahrer
Fahrer hat ständig volle
Verantwortung über
Geschwindigkeit und Richtung
Kein Hilfssystem aktiv
N/A
unterstütztesFahren
Fahrer hat ständig
Verantwortung über Dynamik des Fahrzeugs
Spezielle Aufgaben werden
übernommen
Park Assistent
teilweiseautomatisiert
Fahrer kontrolliert die Fahrdynamik
und die Umgebung
Das System übernimmt
Kontrolle bei definierten Aufgaben
ACC
bedingtautomatisiert
Fahrer muss nicht mehr
ständig kontrollieren,
aber bereit sein, jederzeit die Kontrolle zu übernehmen
Das System übernimmt
Kontrolle für alle Aufgaben in definierter Umgebung
Autobahnfahrt
hoch-automatisiert
Bei definierten Fahrzuständen übernimmt das
System die Kontrolle
vollständig
Das System übernimmt Verantwortung für alle Aufgaben in definierter Umgebung
Autonomes Fahren (überall)
vollständigautonom
Das System übernimmt die
Kontrolle in allen
Fahrzuständen. Fahrer wird zu
jeder Zeit vollständig entlastet
AutonomeStart-Ziel-Fahrt
Fahrer
Automation
Beispiel
Automobil-ElektronikStufen zum vollständig autonomen Fahren
Von alleiniger Fahrerverantwortung zum vollständig autonomen Fahren
L0 L1 L2 L3 L4 L5
nurFahrer
Fahrer hat ständig volle
Verantwortung über
Geschwindigkeit und Richtung
Kein Hilfssystem aktiv
N/A
unterstütztesFahren
Fahrer hat ständig
Verantwortung über Dynamik des Fahrzeugs
Spezielle Aufgaben werden
übernommen
Park Assistent
teilweiseautomatisiert
Fahrer kontrolliert die Fahrdynamik
und die Umgebung
Das System übernimmt
Kontrolle bei definierten Aufgaben
ACC
bedingtautomatisiert
Fahrer muss nicht mehr
ständig kontrollieren,
aber bereit sein, jederzeit die Kontrolle zu übernehmen
Das System übernimmt
Kontrolle für alle Aufgaben in definierter Umgebung
Autobahnfahrt
hoch-automatisiert
Bei definierten Fahrzuständen übernimmt das
System die Kontrolle
vollständig
Das System übernimmt Verantwortung für alle Aufgaben in definierter Umgebung
Autonomes Fahren (überall)
vollständigautonom
Das System übernimmt die
Kontrolle in allen
Fahrzuständen. Fahrer wird zu
jeder Zeit vollständig entlastet
AutonomeStart-Ziel-Fahrt
Fahrer
Automation
Beispiel
Automobil-ElektronikStufen zum vollständig autonomen Fahren
Stand 2018:
L2 Standard bei vielen Herstellern
L3 als Sonderausstattung erhältlich
L4 in der Erprobung
L5 noch nicht abzusehen
Ultraschall
USS
USS = Ultraschall-Sensor
Radar
LRR MRR
LRR = Long Range Radar
MRR = Mid Range Radar
Video
MPC SVC
MPC = Multi Purpose Camera
SVC = Stereo Video Camera
Lidar
HDL = High Definition Lidar
Lidar = Light Detection and Ranging
HDL
Automobil-ElektronikVoraussetzung für autonomes Fahren: Erkennen der Umgebung
Quelle Fotos: Bosch
Automobil-ElektronikWertanteil der Halbleiter pro Kfz im weltweiten Mittel
Erfolgsgeschichte Automotive-Halbleiter:
Der Wert der Mikroelektronik pro Kraftfahrzeug im weltweiten Mittel wächst von 138 US Dollar im Jahr 1998 über 559 US Dollar in 2018 auf 685 US Dollar bis 2023 an.
Ein Ende des Trends ist derzeit nicht in Sicht (Fahrer-Assistenz-Systeme, Car-to-Car Communication, etc.)
Ha
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$300
$400
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2000 2005 2010 2015 2020
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$600
ZVEI - Zentralverband Elektrotechnik und Elektronikindustrie e. V. Lyoner Straße 9 60528 Frankfurt am Main
Telefon: +49 69 6302-0 Fax: +49 69 6302-317 E-Mail: [email protected] www.zvei.org Ti
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