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市場調査レポート
商品コード
1541019
GaNパワーデバイス市場レポート:デバイスタイプ、電圧範囲、用途、最終用途産業、地域別、2024~2032年GaN Power Device Market Report by Device Type, Voltage Range, Application, End-Use Industry, and Region 2024-2032 |
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カスタマイズ可能
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GaNパワーデバイス市場レポート:デバイスタイプ、電圧範囲、用途、最終用途産業、地域別、2024~2032年 |
出版日: 2024年08月10日
発行: IMARC
ページ情報: 英文 145 Pages
納期: 2~3営業日
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GaNパワーデバイス市場の世界市場規模は2023年に3億4,750万米ドルに達しました。今後、IMARC Groupは、2024~2032年にかけて29.8%の成長率(CAGR)を示し、2032年までに38億6,490万米ドルに達すると予測しています。同市場は、エネルギー効率に対する需要の高まり、電気自動車(EV)市場における最近の進歩、半導体産業における技術革新の高まり、再生可能エネルギー技術の広範な採用、エレクトロニクスの小型化の進行などにより、急速に拡大しています。
主要市場促進要因:さまざまなセグメントで進むエネルギー効率化へのシフト、電気自動車(EV)や再生可能エネルギーシステムに対する需要の増加、半導体産業における急速な技術革新、再生可能エネルギー技術の採用の高まりなど。
主要市場動向:GaNパワーデバイス市場分析によると、電子機器の小型化へのシフトが進行しており、第5世代(5G)ネットワークの世界の展開が市場の成長を支えています。
地理的動向:製造基盤の拡大、技術への大規模投資、再生可能エネルギーへの注目の高まり、自動車セクターの電動化の進展などにより、いくつかの地域がGaNパワーデバイス市場の成長を示しています。
競合情勢:GaNパワーデバイス業界の主要市場参入企業には、Efficient Power Conversion、GaN Systems Inc.、IQE、Koninklijke Philips N.V.、MACOM Technology Solutions、Microsemi Corporation(Microchip Technology Inc.)、Mitsubishi Electric Corporation、Navitas Semiconductor Inc.、Qorvo Inc.、Sumitomo Electric Industries Ltd.、Texas Instruments Incorporated、Toshiba Corporation、Wolfspeed Inc.(Cree Inc.)などがあります。
課題と機会:この業界は、初期コストの高さや生産における技術的な複雑さなど、数多くの制約に直面する一方で、市場や用途の成長という形で可能性も提供しています。サステイナブルエネルギーへの継続的な移行と自動車部門の電化は、GaNパワーデバイスに多大な発展機会を記載しています。
エネルギー効率に対する需要の高まり
エネルギー効率への急激なシフトは、窒化ガリウム(GaN)パワーデバイス市場の成長を促す大きな要因です。窒化ガリウム(GaN)パワーデバイスは、シリコン・ベースのものよりも高い電圧、周波数、温度で動作する能力で知られ、より効率的な電力変換につながります。例えば、Efficient Power Conversion(EPC)は、窒化ガリウム(GaN)FETを搭載したスケーラブルな1.5kW、2相48V-12VのデモボードEPC9137を発表しました。このデモボードの設計はスケーラブルで、2つのコンバータを並列接続して3kW、3つのコンバータを並列接続して4.5 kWを実現できます。2025年までに、世界中で販売される自動車の10台に1台が48Vマイルドハイブリッドになると予測されています。このようなハイブリッド・システムは、燃費を向上させ、4倍の電力を供給し、二酸化炭素排出量を削減するため、48V-12V双方向コンバータが必要となり、その出力は1.5kW~6kWになります。EPC eGaN FETは、250kHzのスイッチング周波数で97%の効率で動作することができ、最大スイッチング周波数100kHzではインダクタ電流の制限により600W/相が限界であるシリコンベースのソリューションと比較して、800W/相を可能にします。この動向は、エネルギー消費とカーボンフットプリントの削減を目的とした政府の規制と政策によって支えられており、GaNパワーデバイス市場をさらに促進しています。
電気自動車(EV)市場の成長
活況を呈するEV市場は、GaNパワーデバイスの成長にとって重要な触媒です。これらのデバイスは、車載充電器、DC/DCコンバータ、電力インバータなどの用途でEVに不可欠です。GaNの優れた効率と高い電力密度はEVに最適で、システムの軽量化、小型化、信頼性の向上に貢献します。例えば、IQE plcは、GaN企業であるVisICとの戦略的協業により、EVインバーターに使用される高信頼性GaN Dモード(D-Mode GaN)電源製品を開発しました。両社は、EVの航続距離延長と充電時間短縮を実現する200mm DモードGaNパワーエピウエハを開発し、電気自動車の普及における最も重要な課題の2つに取り組みました。さらにEPCは、EPC9194 GaNベース・インバータ・リファレンス・デザインの開発を発表し、重量あたりの電力を倍増させながら、モータ駆動システムの効率、航続距離、トルクを向上させました。14V~60Vの入力電源電圧範囲で動作し、最大60Apk(40ARMS)の出力電流を供給します。この電圧範囲と電力レベルにより、このソリューションは、eBike、eScooters、ドローン、ロボット、DCサーボ・モーターなど、さまざまな3相BLDCモーター・ドライブに最適です。
半導体技術の進歩
半導体材料と製造プロセスにおける継続的な改善とブレークスルーは、GaNパワーデバイスのコストを大幅に削減し、性能を向上させました。例えば、半導体ソリューションの大手サプライヤーであるMACOM Technology Solutions Inc.(以下「MACOM」)は、MAPC-A1,000とMAPC-A1100という最初の2つの新製品の採用とともに、新しい炭化ケイ素上の窒化ガリウム(GaN-on-SiC)パワーアンプ製品ラインを開発しました。MAPC-A1,000は、30MHz~2.7GHzで動作するように設計された高出力GaN-on-SiCアンプです。MAPC-A1,000は、30MHzから2.7GHzで動作するように設計された大電力GaN-on-SiCアンプで、入力マッチを内蔵しているため、顧客のデザインイン作業を簡素化できます。また、2.2GHzの同時帯域幅で動作するように設計された回路でテストした場合、500MHzから2.7GHzまで50%以上の効率で25W(44dBm)以上を供給することができます。これとともに、MAPC-A1100は3.5GHzまで動作するように設計された高出力GaN-on-SiCアンプです。このデバイスは、空洞セラミック・パッケージで少なくとも65W(48.1dBm)の出力電力レベルのCWとパルス動作をサポートすることができます。これらの進歩は、予測期間中の市場成長を後押しすると期待されます。
IMARC Groupは、2024~2032年の世界、地域、国レベルの予測とともに、市場の各セグメントにおける主要動向の分析を提供しています。当レポートでは、デバイスタイプ、電圧範囲、用途、最終用途産業に基づいて市場を分類しています。
本レポートでは、デバイスタイプ別に市場を詳細に区分・分析しています。これには、パワーデバイス(ディスクリートパワーデバイス、集積パワーデバイス)とRFパワーデバイス(ディスクリートRFパワーデバイス、集積RFパワーデバイス)が含まれます。
GaNパワーデバイス市場分析によると、パワーデバイスセグメントは、効率的な電力変換と管理を必要とする用途に特化しています。再生可能エネルギー、自動車、産業、民生用電子機器などの産業向けの電源、インバータ、コンバータが含まれます。GaNパワーデバイスは、その効率、優れた熱伝導性、より高い周波数と温度で動作する能力が高く評価されています。
GaNパワーデバイス市場セグメンテーションによると、高周波(RF)パワーデバイスは、高周波信号の生成と管理が要求される用途に使用されます。RFパワーデバイスは、携帯電話基地局、衛星通信、レーダーシステムなどのIT・通信機器に必要であり、軍事・防衛用途で使用されるものも含まれます。GaN RFパワーデバイスは、高周波数における優れた電力密度、効率、信頼性で有名です。
本レポートでは、電圧範囲別の市場の詳細区分と分析も行っています。これには、200 V以下、200~600V、600V以上が含まれます。
GaNパワーデバイス市場統計によると、200V以下カテゴリーは、民生用電子機器、モバイル機器、自動車サブシステムにおける低~中電力用途に重点を置いています。携帯電話、ノートパソコン、その他の携帯機器の急速充電に適しています。より高い効率と熱性能により、より軽量、コンパクトでエネルギー効率の高い電源アダプタやコンバータが可能になり、民生用電子機器セグメントでますます人気が高まっています。
GaNパワーデバイス市場分析によると、200~600VのGaNパワーデバイスは、電気自動車(EV)、再生可能エネルギーシステム、産業用電源など、幅広い用途をカバーしています。EV車載充電器、DC/DCコンバータ、ソーラーインバータに使用され、効率向上、小型化、熱制御を実現し、最近のGaNパワーデバイス市場動向を後押ししています。
GaNパワーデバイス市場概要によると、600ボルト超のカテゴリーは、産業用モーター、グリッドインフラ、高圧直流(HVDC)送電システムなどのハイパワー用途に広く利用されています。損失を最小限に抑え、効率を高めながら、高電圧に耐える能力が評価されています。さらに、高電圧で効果的に機能するGaNの能力は、産業機械やグリッド規模の電力変換など、強力な電力処理能力を必要とする用途に理想的です。
本レポートでは、市場を用途別に詳細に区分・分析しています。これには、電源ドライブ、電源システム、無線周波数ベースのシステムが含まれます。
このGaNパワーデバイス市場の展望に沿って、パワードライブセグメントは電気モーターとドライブの制御と管理を含む用途に対応しています。これには、電気自動車(EV)、産業オートメーションシステム、高性能コンピューティング冷却システムなどが含まれます。GaNの卓越した効率と高いスイッチング周波数は、モーター駆動用の小型、軽量、エネルギー効率の高い設計を可能にし、GaNパワーデバイス市場促進要因にプラスの影響を与えています。
電源システムセグメントでは、GaNパワーデバイスは、民生用電子機器、通信、データ・センターなどの電源装置(PSU)、アダプター、コンバーターの設計と機能を改善しています。低オン抵抗や高熱伝導性といったGaN固有の特性により、発熱を抑えながら高周波で動作する小型・軽量でエネルギー効率の高い電源が可能になり、GaNパワーデバイス市場のシェアを押し上げています。
無線周波数(RF)ベースのシステムセグメントは、携帯電話基地局、レーダー・システム、衛星通信、RF加熱など、高周波信号の生成と増幅を必要とする用途に焦点を当てています。マイクロ波やミリ波周波数での高電力密度、効率、信頼性が評価され、よりコンパクトでエネルギー効率の高いRFシステムが可能になります。
本レポートでは、最終用途産業別の市場の詳細区分と分析も行っています。これには、通信、自動車、再生可能発電、軍事、航空宇宙・防衛、民生用電子機器、その他が含まれます。
通信業界では、GaNパワーデバイスは、第5世代(5G)技術の拡大を含むセルラーネットワークの基地局展開のためのネットワーク効率と容量を強化します。さらに、GaNパワーデバイスは高い電力密度に対応し、高周波で効率的に動作する能力を提供するため、通信機器はデータ・トラフィックの増加に対応し、より高速で信頼性の高い無線通信を実現できます。
自動車セグメントでは、特に電気自動車(EV)やハイブリッドシステムにGaNパワーデバイスが採用され、大きな変革が起きています。GaNパワーデバイスは、EVパワートレイン、車載充電器、DC/DCコンバータ、パワーインバータに利用され、従来のシリコンベースの部品に比べて高効率、小型軽量化を実現しています。さらに、厳しい環境規制への対応や車両性能の向上を目的とした電動化へのシフトが進んでいることも、GaNパワーデバイス市場の将来にプラスの影響を与えています。
GaNパワーデバイス市場の動向によると、太陽光発電(PV)インバーターや風力発電コンバーターの再生可能エネルギー発電セグメントで極めて重要な役割を果たしています。その優れた効率と高周波数での動作能力により、よりコンパクトでコスト効率の高い再生可能エネルギーシステムが実現します。さらに、サステイナブルエネルギー源への急激なシフトが、再生可能な電力システムの変換効率を最大化するGaN技術の使用を後押しし、GaNパワーデバイス市場の需要を高めています。
軍事、航空宇宙、防衛産業では、GaNパワーデバイスは、レーダーシステム、衛星通信、電子戦など、過酷な環境下で高い電力と信頼性を必要とする用途に不可欠です。さらに、過酷な条件下でのGaNの堅牢性と高性能は、運用の有効性と信頼性を確保するための様々な重要な用途に大きな利点をもたらします。
民生用電子機器セグメントでは、GaNパワーデバイスを活用して、より小型で効率的かつ強力な電子機器に対する需要の高まりに対応しています。GaNパワーデバイスは、スマートフォン、ノートパソコン、ウェアラブル端末、スマートホームデバイス向けに、コンパクトな電源アダプタ、急速充電技術、効率的な電源管理ソリューションを実現します。さらに、小型化の継続的な推進と高性能電子機器へのニーズが、GaNパワーデバイス市場の成長を後押ししています。
本レポートでは、北米(米国、カナダ)、アジア太平洋(中国、日本、インド、韓国、オーストラリア、インドネシア、その他)、欧州(ドイツ、フランス、英国、イタリア、スペイン、ロシア、その他)、ラテンアメリカ(ブラジル、メキシコ、その他)、中東・アフリカを含む主要地域市場についても包括的に分析しています。
アジア太平洋が急成長しているのは、その強固な製造基盤、技術やインフラへの多額の投資、自動車、民生用電子機器、再生可能エネルギーなどの最終用途産業の急成長によるものです。中国、日本、韓国のような国々は、電気自動車(EV)の生産と通信インフラの最前線にあり、5Gネットワークの展開も進んでいます。例えば、中国は電気自動車(EV)の世界販売台数の58%を占め、EV総生産台数の70%という巨大な割合を占めています。
欧州のGaNパワーデバイス市場は、同地域がエネルギー効率、再生可能エネルギー、電気自動車へのシフトの高まりによる自動車部門に強く重点を置いていることに牽引されています。さらに、欧州連合(EU)の炭素排出やエネルギー消費に関する厳しい規制が、GaNのような先端技術の採用を後押ししています。例えば、欧州議会は欧州気候法を採択し、2030年までに温室効果ガスの純排出量を少なくとも55%削減し、2050年までに気候中立を法的拘束力のあるものにするというEUの目標を引き上げています。
北米はGaNパワーデバイスの主要市場であり、高い技術導入率、高度な研究開発能力、確立された通信と自動車産業を特徴としています。米国は、大手半導体企業や研究機関の存在に支えられ、GaN技術の開発において極めて重要な役割を果たしています。
ラテンアメリカGaNパワーデバイス市場は、通信、再生可能エネルギー、自動車セグメントへの投資の増加により、台頭しつつあります。さらに、サステイナブル開発とエネルギー効率への注目の高まりが、GaNパワーデバイス用途の拡大機会をもたらし、市場成長に寄与しています。
中東・アフリカ地域では、再生可能エネルギー、通信、インフラ開発に関連する用途でGaNパワーデバイスへの関心が高まっています。さらに、中東・アフリカ地域では、太陽光発電プロジェクトやインフラ近代化への投資が増加しており、効率的な電力変換技術への需要が高まっています。
この市場調査レポートは、市場の競合情勢についても包括的な分析を行っています。主要企業の詳細プロファイルも提供しています。GaNパワーデバイス業界の主要市場参入企業には、Efficient Power Conversion、GaN Systems Inc.、IQE、Koninklijke Philips N.V.、MACOM Technology Solutions、Microsemi Corporation(Microchip Technology Inc.)、Mitsubishi Electric Corporation、Navitas Semiconductor Inc.、Qorvo Inc.、Sumitomo Electric Industries Ltd、Texas Instruments Incorporated、Toshiba Corporation、Wolfspeed Inc.(Cree Inc.)などがあります。
(なお、これは主要参入企業の一部一覧であり、完全なリストは報告書に記載されている)
GaNパワーデバイス市場の主要参入企業は、効率を高め、コストを削減し、新しい用途セグメントを開拓するために、研究開発(R&D)に積極的に取り組んでいます。さらに、GaNデバイスの性能と信頼性を向上させるため、製造プロセスやデバイス設計の革新にも注力しています。例えば、Sumitomo Electric Industries Ltd.は、5Gを含む高周波増幅器用途向けに、N極GaNを使用した窒化ガリウムトランジスタ(GaN-HEMT)を開発しました。このほか、主要参入企業は戦略的パートナーシップやコラボレーションを形成し、互いの強みを活かしてGaNソリューションの開発と商業化を加速させています。
Efficient Power Conversion(EPC)は2024年3月、EPC2619 eGaN FETを使用した3相BLDCモーター駆動インバーターであるEPC9193の発売を発表しました。EPC9193は14Vから65Vまでの幅広い入力DC電圧で動作し、標準ユニットと大電流バージョンの2つの構成があります。EPC9193標準リファレンス・デザインは、各スイッチ・ポジションに1個のFETを使用し、最大30ARMSの出力電流を供給できます。一方、大電流構成バージョンのEPC9193HCは、スイッチポジションごとに2つの並列FETを使用し、最大60Apk(42ARMS)の最大出力電流を供給できます。EPC9193の両バージョンには、ゲートドライバー、ハウスキーピング電源用の安定化補助電源レール、電圧、温度センス、正確性、電流センス、保護機能など、完全なモータ駆動インバータをサポートするために必要なすべての重要機能回路が含まれています。
2023年9月、GaN Systems(Infineon)は、新しい電力効率と小型化基準を提供し、印象的なステップ機能性能の向上と業界をリードするメリット数字を実現する、画期的な第4世代GaNパワープラットフォームの導入を発表しました。例えば、人工知能(AI)サーバーラックにGaN Systems Gen4を搭載した場合、2022年には100W/in3の3.2kW電源がチタンレベルを超える効率で120W/in3を達成しています。Gen4は、民生用電子機器、データセンター、太陽エネルギー、産業用途、自動車などの電源市場に革命をもたらすと考えられます。
The global GaN power device market size reached US$ 347.5 Million in 2023. Looking forward, IMARC Group expects the market to reach US$ 3,864.9 Million by 2032, exhibiting a growth rate (CAGR) of 29.8% during 2024-2032. The market is rapidly expanding, driven by the growing demand for energy efficiency, recent advancements in electric vehicle (EV) market, rising innovations in the semiconductor industry, widespread adoption of renewable energy technology, and the ongoing miniaturization of electronics.
Major Market Drivers: The key drivers include the ongoing shift towards energy efficiency across various sectors, the increasing demand for electric vehicles (EVs) and renewable energy systems, rapid innovations in the semiconductor industry, and the heightened adoption of renewable energy technology.
Key Market Trends: Based on the GaN power device market analysis, the ongoing shift towards the miniaturization of electronic devices and the global rollout of fifth generation (5G) networks are supporting the market growth.
Geographical Trends: Several regions are showing growth in the GaN power device market, due to the growing manufacturing base, significant investments in technology, rising focus on renewable energy, and the increasing electrification of the automotive sector.
Competitive Landscape: Some of the major market players in the GaN power device industry include Efficient Power Conversion, GaN Systems Inc., IQE, Koninklijke Philips N.V., MACOM Technology Solutions, Microsemi Corporation (Microchip Technology Inc.), Mitsubishi Electric Corporation, Navitas Semiconductor Inc., Qorvo Inc., Sumitomo Electric Industries Ltd., Texas Instruments Incorporated, Toshiba Corporation, and Wolfspeed Inc. (Cree Inc.), among many others.
Challenges and Opportunities: While the industry confronts numerous constraints, such as high upfront cost and technical complications in production, it also offers potential in the form of growing markets and applications. The continued transition towards sustainable energy and the electrification of the automobile sector offers tremendous development opportunities for GaN Power devices.
Increasing Demand for Energy Efficiency
The sudden shift towards energy efficiency is a major factor driving the gallium nitride (GaN) power devices market growth. They are known for their ability to operate at higher voltages, frequencies, and temperatures than silicon-based counterparts, leading to more efficient power conversion. For instance, Efficient Power Conversion (EPC) launched EPC9137, a scalable 1.5 kW, two-phase 48 V - 12 V demonstration board powered by gallium nitride (GaN) FETs. The design of this demonstration board is scalable as two converters can be paralleled to achieve 3 kW, or three converters can be paralleled to achieve 4.5 kW. By 2025, one of every ten vehicles sold across the globe is projected to be a 48 V mild hybrid. These hybrid systems boost fuel efficiency, deliver four times the power, and reduce carbon dioxide emissions, requiring a 48V - 12V bidirectional converter, with power ranging from 1.5 kW to 6 kW. EPC eGaN FETs can operate with 97% efficiency at 250 kHz switching frequency, enabling 800 W/phase compared to silicon-based solutions, which are limited to 600 W/phase due to the limitation on the inductor current at 100 kHz maximum switching frequency. This trend is supported by governmental regulations and policies aimed at reducing energy consumption and carbon footprints, further propelling the market for GaN power devices.
Growth in the Electric Vehicle (EV) Market
The booming EV market is a significant catalyst for the growth of GaN power devices. These devices are critical in EVs for applications such as onboard chargers, DC/DC converters, and power inverters. GaN's superior efficiency and high-power density is ideal for EVs, contributing to lighter, smaller, and more reliable systems. For instance, IQE plc, in a strategic collaboration with GaN company VisIC, developed high-reliability GaN D-Mode (D-Mode GaN) power products for use in EV inverters. They developed 200mm D-Mode GaN power epiwafers for longer ranges and faster charging times for EVs, addressing two of the most significant challenges in electric vehicle adoption. Moreover, EPC announced the development of the EPC9194 GaN-based inverter reference design that enhances motor drive system efficiency, range, and torque while doubling the power per weight. It operates from an input supply voltage range of 14 V to 60 V and delivers up to 60 Apk (40 ARMS) output current. This voltage range and power level make the solution ideal for a variety of 3-Phase BLDC motor drives, including eBikes, eScooters, drones, robots, and DC servo motors.
Advancements in Semiconductor Technology
Continuous improvements and breakthroughs in semiconductor materials and manufacturing processes have significantly reduced the cost and improved the performance of GaN power devices. For instance, MACOM Technology Solutions Inc. ("MACOM"), a leading supplier of semiconductor solutions, developed a new gallium nitride on silicon carbide (GaN-on-SiC) power amplifier product line, along with the introduction of the first two new products, the MAPC-A1000 and the MAPC-A1100. The MAPC-A1000 is a high-power GaN-on-SiC amplifier designed to operate between 30 MHz and 2.7 GHz. It integrates an input match, which simplifies the customer's design-in effort. It can also deliver more than 25 W (44dBm) at greater than 50% efficiency from 500 MHz to 2.7 GHz when tested in a circuit designed for operation over 2.2 GHz simultaneous bandwidth. Along with this, the MAPC-A1100 is a high-power GaN-on-SiC amplifier that is designed to operate up to 3.5 GHz. The device is capable of supporting CW and pulsed operations with output power levels of at least 65 W (48.1dBm) in an air cavity ceramic package. These advancements are expected to bolster the market growth over the forecasted period.
IMARC Group provides an analysis of the key trends in each segment of the market, along with forecasts at the global, regional, and country levels for 2024-2032. Our report has categorized the market based on device type, voltage range, application, and end-use industry.
Power Device
Discrete Power Device
Integrated Power Device
RF Power Device
Discrete RF Power Device
Integrated RF Power Device
The report has provided a detailed breakup and analysis of the market based on the device type. This includes power device (discrete power device and integrated power device) and RF power device (discrete RF power device and integrated RF power device).
According to the GaN power device market analysis, the power device sector specializes in dealing with applications that demand efficient power conversion and management. It involves power supply, inverters, and converters for industries, such as renewable energy, automotive, industrial, and consumer electronics. GaN power devices are praised for their efficiency, excellent thermal conductivity, and ability to operate at greater frequencies and temperatures.
In accordance with the GaN power device market segmentation, radio frequency (RF) power devices are used for applications that demand the generation and management of high-frequency signals. It is required in telecommunications devices, like cellular base stations, satellite communications, and radar systems, including those used in military and defense applications. GaN RF power devices are renowned for their great power density, efficiency, and reliability at high frequencies.
<200 Volt
200-600 Volt
>600 Volt
A detailed breakup and analysis of the market based on the voltage range have also been provided in the report. This includes <200 volt, 200-600 volt, and >600 volt.
According to the GaN power device market statistics, the <200-volt category emphasizes low to medium-power applications in consumer electronics, mobile devices, and automotive subsystems. It is suitable for providing quick charging for cellphones, laptops, and other portable devices. Their higher efficiency and thermal performance allow for lighter, compact, and more energy-efficient power adapters and converters, making them increasingly popular in the consumer electronics sector.
In accordance with the GaN power device market analysis, the 200-600 volt GaN power device covers a wide range of applications, including electric vehicles (EVs), renewable energy systems, and industrial power supply. It is used in EV onboard chargers, DC/DC converters, and solar inverters to increase efficiency, reduce size, and regulate heat, thereby boosting the GaN power device market recent developments.
According to the GaN power device market overview, the >600-volt category is widely utilized for high-power applications, such as industrial motors, grid infrastructure, and high-voltage direct current (HVDC) transmission systems. It is regarded for its capacity to withstand high voltages while minimizing losses and increasing efficiency. Furthermore, GaN's ability to function effectively at high voltages makes it ideal for applications requiring strong power handling capabilities, such as industrial machinery and grid-scale power conversion.
Power Drives
Power Supply Systems
Radio Frequency Based Systems
The report has provided a detailed breakup and analysis of the market based on the application. This includes power drives, power supply systems, and radio frequency based systems.
In line with this GaN power device market outlook, the power drives segment caters to applications involving the control and management of electric motors and drives. It includes electric vehicles (EVs), industrial automation systems, and high-performance computing cooling systems. GaN's exceptional efficiency and high switching frequencies that enable compact, lightweight, and energy-efficient designs for motor drives are positively influencing the GaN power device market drivers.
In the power supply systems segment, GaN power devices are improving the design and functionality of power supply units (PSUs), adapters, and converters across consumer electronics, telecommunications, and data centers. Their inherent properties, such as low on-resistance and high thermal conductivity, allow for smaller, lighter, and more energy-efficient power supplies to operate at higher frequencies with reduced heat generation, propelling the GaN power device market share.
The radio frequency (RF) based systems segment focuses on applications requiring high-frequency signal generation and amplification, such as cellular base stations, radar systems, satellite communications, and RF heating. They are lauded for their high-power density, efficiency, and reliability at microwave and millimeter-wave frequencies, enabling more compact and energy-efficient RF systems.
Telecommunications
Automotive
Renewable Power Generation
Military
Aerospace and Defense
Consumer Electronics
Others
A detailed breakup and analysis of the market based on the end-use industry have also been provided in the report. This includes telecommunications, automotive, renewable power generation, military, aerospace and defense, consumer electronics, and others.
In the telecommunications industry, GaN power devices enhance network efficiency and capacity for the deployment of base stations for cellular networks, including the expansion of fifth-generation (5G) technology. Moreover, they provide the ability to handle high power densities and operate efficiently at high frequencies, which enables telecommunications equipment to support increased data traffic and provide faster and more reliable wireless communication.
The automotive segment is witnessing a significant transformation with the adoption of GaN power devices, especially in electric vehicles (EVs) and hybrid systems. It is utilized in EV powertrains, onboard chargers, DC/DC converters, and power inverters, offering higher efficiency, reduced size, and weight advantages over traditional silicon-based components. Furthermore, the ongoing shift towards electrification to meet stringent environmental regulations and enhance vehicle performance is positively influencing the future of the GaN power device market.
According to the GaN power device market trends, it plays a pivotal role in the renewable power generation sector for solar photovoltaic (PV) inverters and wind power converters. Their superior efficiency and ability to operate at high frequencies enable more compact and cost-effective renewable energy systems. Moreover, the sudden shift towards sustainable energy sources, boosting the use of GaN technology to maximize the conversion efficiency of renewable power systems, is enhancing the GaN power device market demand.
In the military, aerospace, and defense industries, GaN power devices are crucial for applications that require high power and reliability in harsh environments, such as radar systems, satellite communications, and electronic warfare. Moreover, the robustness and high performance of GaN under extreme conditions offer significant advantages in various critical applications to ensure operational effectiveness and reliability.
The consumer electronics segment leverages GaN power devices to meet the growing demand for smaller, more efficient, and powerful electronic devices. They enable compact power adapters, fast charging technologies, and efficient power management solutions for smartphones, laptops, wearables, and smart home devices. Moreover, the continuous push towards miniaturization and the need for high-performance electronics are providing a thrust to the GaN power device market growth.
North America
United States
Canada
Asia Pacific
China
Japan
India
South Korea
Australia
Indonesia
Others
Europe
Germany
France
United Kingdom
Italy
Spain
Russia
Others
Latin America
Brazil
Mexico
Others
Middle East and Africa
The report has also provided a comprehensive analysis of all the major regional markets, which include North America (the United States and Canada); Asia Pacific (China, Japan, India, South Korea, Australia, Indonesia, and others); Europe (Germany, France, the United Kingdom, Italy, Spain, Russia, and others); Latin America (Brazil, Mexico, and others); and the Middle East and Africa.
The Asia Pacific region is growing rapidly, attributed to its robust manufacturing base, significant investments in technology and infrastructure, and the rapid growth of end-use industries, such as automotive, consumer electronics, and renewable energy. Countries like China, Japan, and South Korea are at the forefront of electric vehicle (EV) production and telecommunications infrastructure, coupled with the deployment of 5G networks. For example, China accounted for 58% of global sales of electric vehicles (EVs) and a mammoth 70% of total EV production.
Europe's GaN power device market is driven by the region's strong emphasis on energy efficiency, renewable energy, and the automotive sector, owing to the rising shift towards electric vehicles. Moreover, the European Union's stringent regulations on carbon emissions and energy consumption encourage the adoption of advanced technologies like GaN. For instance, the European Parliament has adopted the European Climate Law, which raises the EU's target of reducing net greenhouse gas emissions by at least 55% by 2030 and making climate neutrality by 2050 legally binding.
North America is a key market for GaN power devices, characterized by high technological adoption rates, advanced research and development (R&D) capabilities, and a well-established telecommunications and automotive industry. The United States plays a pivotal role in the development of GaN technology, supported by the presence of leading semiconductor companies and research institutions.
The Latin American market for GaN power devices is emerging, driven by increasing investments in telecommunications, renewable energy, and automotive sectors. Moreover, the rising focus on sustainable development and energy efficiency, which presents opportunities for the expansion of GaN power device applications, is contributing to the market growth.
The Middle East and Africa (MEA) region is witnessing a growing interest in GaN power devices in applications related to renewable energy, telecommunications, and infrastructure development. Moreover, countries in the MEA region are increasingly investing in solar energy projects and infrastructure modernization, driving the demand for efficient power conversion technologies.
The market research report has also provided a comprehensive analysis of the competitive landscape in the market. Detailed profiles of all major companies have also been provided. Some of the major market players in the GaN power device industry include Efficient Power Conversion, GaN Systems Inc., IQE, Koninklijke Philips N.V., MACOM Technology Solutions, Microsemi Corporation (Microchip Technology Inc.), Mitsubishi Electric Corporation, Navitas Semiconductor Inc., Qorvo Inc., Sumitomo Electric Industries Ltd., Texas Instruments Incorporated, Toshiba Corporation, Wolfspeed Inc. (Cree Inc.), etc.
(Please note that this is only a partial list of the key players, and the complete list is provided in the report.)
Key players in the GaN power device market are actively engaging in research and development (R&D) to enhance efficiency, reduce costs, and open up new application areas. Moreover, they are focusing on innovation in manufacturing processes and device design to improve the performance and reliability of GaN devices. For instance, Sumitomo Electric Industries, Ltd. developed a gallium nitride transistor (GaN-HEMT) that uses N-polar GaN, for high-frequency amplifier applications, including 5G. Besides this, major players are forming strategic partnerships and collaborations to leverage each other's strengths to accelerate the development and commercialization of GaN solutions.
In March 2024, Efficient Power Conversion (EPC) announced the launch of the EPC9193, a 3-phase BLDC motor drive inverter using the EPC2619 eGaN FET, which operates with a wide input DC voltage ranging from 14 V and 65 V and has two configurations, a standard unit and a high current version. The EPC9193 standard reference design uses a single FET for each switch position and can deliver up to 30 ARMS maximum output current. Whereas the high current configuration version, the EPC9193HC, uses two paralleled FETs per switch position, coupled with the ability to deliver up to 60 Apk (42 ARMS) maximum output current. Both versions of the EPC9193 contain all the necessary critical function circuits to support a complete motor drive inverter, including gate drivers, regulated auxiliary power rails for housekeeping supplies, voltage, and temperature sense, accurate, current sense, and protection functions.
In September 2023, GaN Systems (Infineon) announced the introduction of its groundbreaking 4th generation GaN power platform that offers new power efficiency and compactness standards, delivering an impressive step-function performance boost and industry-leading figures of merit. For example, with GaN Systems Gen4 in an artificial intelligence (AI) server rack, 3.2kW power supplies at 100W/in3 in 2022 are achieving 120W/in3 with efficiencies above Titanium levels. Gen4 will revolutionize power markets, including consumer electronics, data centers, solar energy, industrial applications, and automotive.