Размер рынка полупроводниковых устройств GaN — по типу, компоненту, диапазону напряжения, анализу отрасли конечного использования, доле, прогнозу роста, 2025–2034 гг.

Полупроводник GaN Размер рынка устройств

Мировой рынок полупроводниковых устройств GaN был оценен в 22,6 миллиарда долларов США в 2024 году и, по оценкам, вырастет на 6,8%, достигнув 43,4 миллиарда долларов США к 2034 году. Рост рынка объясняется такими факторами, как растущее внедрение GaN в потребительскую электронику и растущая интеграция в автомобильную промышленность.

Растущее внедрение GaN в потребительскую электронику является одним из ведущих факторов, стимулирующих спрос на полупроводниковые устройства GaN во всем мире. Полупроводниковые устройства GaN повышают производительность и полезность устройств бытовой электроники за счет уменьшения размера и стоимости системы, повышения энергоэффективности и обеспечения более мелких гладких конструкций. Например, мини-зарядные устройства GaN и ультратонкие адаптеры питания GaN для быстрой зарядки и суперпортативности стали потребительским требованием для устройств, начиная от телефонов и планшетов до ноутбуков и игровых систем. Дизайн, полезность и энергоэффективность превратились из премиальных предложений в повседневные требования.

Например, в ноябре 2023 года GaN Systems, мировой лидер в области силовых полупроводников GaN (нитрид галлия), произвел последние прорывы GaN для устойчивых и экономически эффективных энергетических конструкций на Конгрессе по электронике и преобразованию энергии Китая 2023 года и 26-й ежегодной конференции и выставке China Power Supply Society (CPEEC & CPSSC 2023).

Автомобильная промышленность также использует полупроводники GaN для нескольких применений. Энергетические устройства на основе GaN обеспечивают несколько преимуществ, таких как более высокая плотность мощности, более быстрая скорость переключения и улучшенное управление температурой. Эти функции имеют решающее значение для электрических и гибридных транспортных средств, где эффективное преобразование мощности и тепловое управление имеют важное значение для оптимизации производительности и расширения диапазона движения.

Например, растущее внимание к технологическим достижениям привело к внедрению Gallium Nitride (GaN) в тяговых системах EV, что значительно изменило дизайн инвертора для архитектур батарей 400 В и 800 В. Высокие эксплуатационные характеристики GaN подчеркивают его растущее значение в повышении эффективности и плотности мощности. По мере того, как отрасль движется к платформам с более высоким напряжением, внедрение тяговых инверторов на основе GaN, как ожидается, будет играть важную роль в развитии инноваций в области электромобилей следующего поколения.

Полупроводник GaN Рынок устройств тенденции

• Одной из ключевых тенденций в индустрии полупроводниковых приборов GaN является влияние на радиочастотные системы. Полупроводники GaN значительно влияют на радиочастотные системы. Высокая подвижность электронов и скорость насыщения GaN позволяют разрабатывать высокочастотные мощные усилители для систем беспроводной связи, радиолокационных систем и спутниковой связи. Устройства GaN RF обеспечивают улучшенную линейность, более высокую выходную мощность и повышенную эффективность, позволяя передавать сигналы на большие расстояния и с более высокими скоростями передачи данных.
• Полупроводниковые устройства GaN идеально подходят для энергосбережения и миниатюризации благодаря своим высокоскоростным коммутационным возможностям. Например, шлюзовые драйверы ROHM для GaN были разработаны для максимизации высокоскоростной коммутационной производительности этих устройств путем реализации короткой задержки распространения и узкой ширины импульса и упрощения конструкции.
• Принятие полупроводниковых устройств GaN для мощных электронных устройств является еще одной важной тенденцией, поддерживающей рост рынка полупроводниковых устройств GaN. Полупроводниковые устройства GaN также недавно вошли в сферу мощных быстрых зарядных устройств, предназначенных для смартфонов премиум-класса. Ожидается, что этот устойчивый потребительский рынок, характеризующийся значительным спросом, станет основной движущей силой роста рынка в течение следующих нескольких лет.

Анализ рынка полупроводниковых устройств GaN

Исходя из типа, рынок сегментирован на оптополупроводники, радиочастотные полупроводники, силовые полупроводники.

• Рынок силовых полупроводников в 2024 году составил 9,4 миллиарда долларов. Полупроводниковые устройства GaN, такие как кремний для силовой электроники, могут применяться в различных отраслях промышленности, от потребительских зарядных устройств и источников питания, электромобилей и управления питанием центров обработки данных до военных радаров и аэрокосмических систем, обеспечивая более высокую эффективность, меньшие форм-факторы и расширенные возможности по сравнению с его кремниевыми аналогами.
• Рынок оптополупроводников в 2023 году составил 7,5 млрд долларов. Полупроводники Gallium Nitride (GaN) являются неотъемлемой частью оптоэлектронных устройств, особенно в разработке высокоэффективных светоизлучающих диодов (LED) и лазерных диодов. Национальный институт стандартов и технологий (NIST) стал пионером в производстве нанопроводных светодиодов GaN, которые используются в оптических межсоединениях на чипе и многофункциональных сканирующих зондах. Эти достижения используют превосходную механическую прочность GaN и свойства прямого бандгапа, повышая производительность в таких приложениях, как оптические коммуникации и изображения с высоким разрешением.

На основе компонентов рынок делится на транзистор, диод, выпрямитель, силовой ИС и другие. Транзисторы GaN обеспечивают высокоэффективное усиление мощности на микроволновых частотах и поддерживают усовершенствования устройств THz. Сегмент выпрямителя выигрывает от активного выпрямления для снижения потерь проводимости.

• Рынок транзисторов составил 36,3% мирового рынка полупроводниковых устройств GaN в 2024 году. Транзисторы GaN хорошо подходят для работы в качестве усилителей мощности на микроволновых частотах из-за их способности функционировать при значительно более высоких температурах и работать при повышенных напряжениях в дополнение к содержанию полезных атрибутов для разработки THz (терагерцовых) устройств.
• Рынок выпрямителей составил 12,4% мирового рынка полупроводниковых устройств GaN в 2024 году. Активная или синхронная ректификация широко используется в современных источниках питания для повышения эффективности за счет устранения включенного напряжения диодов выпрямителя, что сводит к минимуму потери проводимости. Например, активные выпрямительные диоды на основе GaN были продемонстрированы в приложениях полуволновой коррекции (110/230 VAC, 50/60 Гц) с пропускной способностью тока вперед до 6 А. Реализация на одном устройстве активных выпрямителей GaN с низкими потерями предлагает более экономичное решение по сравнению с многочиповыми или пакетными альтернативами, которые поддерживают рост рынка в течение прогнозируемого периода.

Исходя из диапазона напряжения, рынок полупроводниковых устройств GaN сегментирован на менее 100 В, 100-500 В, более 500 В. Быстрый переход к повышению эффективности и повышению уровня мощности являются основными факторами, способствующими росту рынка.

• Рынок полупроводниковых устройств менее 100 ВГН доминировал на рынке, составив 9,8 млрд долларов США в 2024 году. Приложения для 100V (и менее) GaN FET многочисленны: от снижения искажений в усилителях класса D до повышения эффективности синхронных выпрямителей и приводов двигателей. 100V GaN FET также популярны в 48V автомобильных и серверных приложениях, а также в USB-C, лидарном и светодиодном освещении.
• На рынок полупроводниковых приборов V GaN в 2023 году пришлось более 500 млрд долларов США. Гэн-он-он Si имеет широкий спектр будущих применений, расширяя текущие возможности HEMT с улучшенными уровнями мощности выше 1 кВт (1000 Вт). Эта технология помогает проектировщикам увеличивать рабочие напряжения и выталкивать частотную реакцию за пределы Ka-диапазона в пространство E-диапазона, W-диапазона и терагерца.

Основанный на промышленности конечного использования, рынок полупроводниковых устройств GaN сегментирован в аэрокосмическую и оборонную промышленность, автомобильную, потребительскую электронику, энергетику и энергетику, здравоохранение, промышленность, ИТ и телекоммуникации и другие.

• В течение прогнозируемого периода сегмент аэрокосмической и оборонной промышленности вырастет на 8%. Например, GaN FET и IC меньше, имеют меньший вес, более эффективны, более высокую надежность и более низкую стоимость, чем стареющие кремниевые устройства. Это позволяет создавать совершенно новые архитектуры для спутниковой энергии и передачи данных, робототехники, дронов и авиационных энергетических систем. Космические системы включают космические программы, спутниковые автобусы, исследования космоса и поставщиков услуг.
• Автомобильный сегмент вырастет на CAGR 8,6% в течение прогнозируемого периода. GaN обеспечивает меньшие, более эффективные и более дешевые энергосистемы. Для автомобильной промышленности это означает меньшие, более легкие батареи, улучшенную производительность зарядки и большую дальность для транспортных средств. Кроме того, GaN расширяет возможности в автономных и беспроводных приложениях питания транспортных средств.

• В 2024 году рынок полупроводниковых устройств GaN в США составил 5,3 миллиарда долларов. Лидерство США в технологиях на основе GaN важно для обеспечения технологических, коммерческих и национальных преимуществ безопасности. Оборонная промышленность США уже в значительной степени полагается на полупроводниковую технологию GaN для передовых радиолокационных систем и других приложений. GaN также используется в беспроводной инфраструктуре 5G и 6G благодаря своим высокочастотным возможностям.
• Ожидается, что к 2034 году рынок полупроводниковых устройств GaN в Германии достигнет 2,4 миллиарда долларов. В Германии полупроводниковые устройства Gallium Nitride (GaN) все чаще используются в различных отраслях промышленности для повышения энергоэффективности и производительности. Такие компании, как Infineon Technologies, являются пионерами применения GaN, особенно в силовых полупроводниках, для стимулирования усилий по декарбонизации и цифровизации. Последние достижения Infineon включают в себя производство чипов GaN на 300 мм пластинах, технологический прорыв, который значительно снижает производственные затраты и направлен на захват значительной доли растущего рынка чипов GaN.
• Ожидается, что рынок полупроводниковых устройств China GaN вырастет на 5,7% в течение прогнозируемого периода. Китай имеет одну из основных автомобильных производственных баз, которая поддерживает расширение рынка. Лидерство Китая в мощных потребительских устройствах GaN стимулирует будущее использование в телекоммуникационных / информационных технологиях и автомобилестроении, например, с помощью GaN производители смартфонов могут производить зарядные устройства с меньшими размерами корпусов и с улучшенным соотношением цены и мощности.
• На Японию приходится 16,3% рынка полупроводниковых устройств GaN в Азиатско-Тихоокеанском регионе в 2024 году. Японские компании переходят на массовое производство полупроводниковых устройств для электромобилей с нитридом галлия (GaN), которые могут увеличить дальность движения. Полупроводниковые устройства GaN используются для управления потоком электроэнергии в электромобилях и других продуктах. Те, которые имеют меньшую потерю мощности и более эффективны, чем их обычные кремниевые аналоги, являются следующим поколением.
• Ожидается, что рынок полупроводниковых устройств GaN в Южной Корее вырастет на 9,8% в течение прогнозируемого периода. В Южной Корее полупроводниковые устройства Gallium Nitride (GaN) все чаще используются в различных отраслях промышленности для повышения энергоэффективности и производительности, таких как Samsung Electronics, планируя начать литейные услуги для 8-дюймовых полупроводников GaN к 2025 году, ориентируясь на приложения в потребительской электронике, центрах обработки данных и автомобильных секторах.

Полупроводник GaN Доля рынка устройств

Индустрия полупроводниковых устройств GaN является конкурентоспособной и сильно фрагментированной с присутствием известных глобальных игроков, а также местных игроков и стартапов. Топ-5 компаний на мировом рынке эмбиентного света - Wolfspeed (Cree, Inc.), Infineon Technologies AG, GaN Systems, Broadcom Inc., ON Semiconductor, в совокупности на долю которых приходится 31%. Эти компании конкурируют на рынке, предлагая передовые датчики, которые повышают энергоэффективность и беспрепятственно взаимодействуют с устройствами IoT. Например, Toshiba лидирует в технологии полупроводниковых устройств gaN, играя жизненно важную роль в переходе автомобильной промышленности к электрификации. Toshiba разрабатывает полупроводники следующего поколения с использованием карбида кремния (SiC) и нитрида галлия (GaN) для повышения эффективности и производительности. Эти материалы обеспечивают более высокое управление напряжением с меньшим сопротивлением, способствуя более высокой производительности и меньшим устройствам.

Запуск новых продуктов является наиболее важным стратегическим событием, которое ключевые игроки рынка принимают для увеличения своей доли на рынке. Ключевой полупроводник GaN Производители устройств все чаще запускают новые продукты для распространения в автомобильных секторах. Например, в декабре 2024 года компания ROHM Co., Ltd. объявила, что ROHM и TSMC заключили стратегическое партнерство по разработке и объемному производству силовых устройств на основе нитрида галлия (GaN) для электромобилей. Партнерство интегрирует технологию разработки устройств ROHM с ведущей в отрасли технологией GaN-on-silicon TSMC для удовлетворения растущего спроса на превосходные высоковольтные и высокочастотные свойства по сравнению с кремнием для силовых устройств.

Компании рынка полупроводниковых устройств GaN

Топ-5 компаний, работающих в индустрии полупроводниковых устройств GaN:

• Wolfspeed (Cree, Inc.)
• Компания Infineon Technologies AG
• Системы GaN
• Broadcom Inc.
• Полупроводник

Технологии Infineon AG стала доминирующей силой благодаря своей технологии CoolGaN, которая предлагает ведущую в отрасли эффективность и плотность мощности для приложений, начиная от серверных источников питания до солнечных инверторов. Портфолио GaN включает в себя как отдельные компоненты, так и интегрированные решения, такие как семейство IPS CoolGaN, которое сочетает в себе силовые транзисторы GaN с драйверами ворот и функциями защиты. Сильные позиции компании на автомобильном и промышленном рынках ускорили внедрение GaN в этих секторах, поскольку их устройства обеспечивают более компактные конструкции и отвечают строгим требованиям надежности.

Энергетическая платформа GaN Systems 4-го поколения устанавливает новый эталон энергоэффективности и компактности, обеспечивая ведущие достижения в отрасли. Например, в сентябре 2023 года компания GaN Systems, мировой лидер в области силовых полупроводников GaN, объявила о внедрении своей новаторской энергетической платформы GaN 4-го поколения. Эта современная технология устанавливает новый стандарт энергоэффективности и компактности, обеспечивая впечатляющее повышение производительности и ведущие в отрасли показатели заслуг. Например, с GaN Systems Gen4 в стойке сервера искусственного интеллекта (AI), 3,2k Поставки электроэнергии мощностью 100 Вт/в3 в 2022 году теперь достигают 120 Вт/в3 с эффективностью выше уровня титана. Gen4 произведет революцию на энергетических рынках, включая потребительскую электронику, центры обработки данных, солнечную энергию, промышленные приложения и автомобильную промышленность.

Новости индустрии полупроводниковых устройств GaN

• В апреле 2024 года Transphorm, Inc., поставщик полупроводниковой энергии GaN, и Weltrend Semiconductor Inc. объявили о введении двух новых систем в пакетах GaN (SiPs). Эти последние дополнения, а именно WT7162RHUG24C и WT7162RHUG24B, объединяют высокочастотный многорежимный (QR/Valley Switching) контроллер Flyback PWM Weltrend с 480 мОм Transphorm и 150 мОм SuperGaN FETs соответственно. Это сотрудничество было основано на флагмане Weltrend GaN SiP, представленном в прошлом году, в совокупности создав первое семейство продуктов SiP на основе платформы SuperGaN от Transphorm.
• В марте 2024 года Efficient Power Conversion Corporation запустила EPC2361, инновационный полевой транзистор с нитридом галлия (GaN), обладающий самой низкой устойчивостью на рынке при 100 В, 1 мОм. Это нововведение обещает удвоить плотность мощности по сравнению с продуктами EPC предыдущего поколения. EPC2361 демонстрирует впечатляющий типичный RDS (на) только 1 мОм, размещенный в термоусовершенствованном QFN-пакете с открытым верхом, занимая простой след 3 мм x 5 мм.
• В январе 2024 года Transphorm Inc. выпустила два новых 650 В SuperGaN устройства, упакованные в 4-х свинцовый пакет TO-247 (TO-247-4L). Эти новые FET, названные TP65H035G4YS и TP65H050G4YS, могут похвастаться сопротивлением 35 мОм и 50 мОм соответственно, с использованием терминала Kelvin-source, который позволяет клиентам достигать универсальных возможностей коммутации с уменьшенными потерями энергии.

Этот отчет по исследованию рынка полупроводниковых устройств GaN включает в себя углубленный охват отрасли. с оценками и прогнозами в отношении выручки (миллиард долларов США) с 2021 по 2034 год, для следующих сегментов:

Рынок по типу

• Оптополупроводники
• РЧ полупроводники
• Силовые полупроводники

Рынок, по компонентам

• транзистор
• Диод
• выпрямитель
• Power IC
• Другие

Рынок по диапазону напряжения

• Менее 100 В
• 100-500 V
• Более 500 V

Рынок, к концу использования промышленности

• Аэрокосмическая и оборонная
• автомобильный
• потребительская электроника
• Энергия и энергия
• Медицинская помощь
• промышленный
• IT и телекоммуникации
• Другие

Указанная выше информация предоставляется для следующих регионов и стран:

• Северная Америка
  • США.
  • Канада
• Европа
  • Великобритания
  • Германия
  • Франция
  • Италия
  • Испания
  • Россия
• Азиатско-Тихоокеанский регион
  • Китай
  • Индия
  • Япония
  • Южная Корея
  • АНЗ
• Латинская Америка
  • Бразилия
  • Мексика
• МЭА
  • ОАЭ
  • Саудовская Аравия
  • Южная Африка