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市場調査レポート
商品コード
1483091
GaN半導体デバイスの世界市場:2024年~2031年Global GaN Semiconductor Device Market 2024-2031 |
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カスタマイズ可能
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GaN半導体デバイスの世界市場:2024年~2031年 |
出版日: 2024年04月26日
発行: Orion Market Research
ページ情報: 英文 175 Pages
納期: 2~3営業日
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世界のGaN半導体デバイス市場は、予測期間中(2024年~2031年)に13.4%の大幅なCAGRで成長すると予測されます。市場成長の背景には、インフラ開拓やEV製造におけるGaN半導体デバイスの採用拡大があり、家電需要の高まりが市場成長を牽引しています。World Semiconductor Trade Statistics(WSTS)Fall 2021 Semiconductor Industry Forecastによると、世界の半導体産業売上高は2022年に6,010億米ドル、2023年に6,330億米ドルに達すると予測されています。
市場力学
GaNベースの高周波(RF)デバイスの採用拡大
窒化ガリウム(GaN)デバイスは、パワーアンプ用途の最も一般的な選択肢として浮上しています。5Gの普及とトラフィック急増の予測により、高周波、高直線性、低価格のGaNパワーアンプへの需要が高まっています。窒化ガリウム(GaN)のようなワイドバンドギャップ材料は、大電力無線周波数(RF)用途に多くのものを提供します。窒化ガリウムのいくつかの重要な物理的・電気的特徴により、シリコンなどの従来の半導体とは一線を画しています。窒化ガリウム(GaN)材料は、高周波(RF)用途以外にも、電力増幅器(PA)のようないくつかの重要な用途があります。これらのデバイスは、特に軍事グレードのレーダー用途や宇宙用途において、そのパワーと効率がますます向上しているため、ますます望まれるようになっています。
より高い電力密度と効率に対する需要の増加
GaNベースのパワーデバイスは、効率の向上、スイッチング損失の低減、電力密度の向上を実現します。このため、GaNはデータセンター、インバータ、電源、EV充電ステーションなどのシステムに最適です。自動車、再生可能エネルギー、データセンターなどの産業でエネルギー効率の高いデバイスに対する需要が高まっていることが、GaN半導体デバイスの採用を後押ししています。GaNベースのパワーエレクトロニクスは、電力密度を高め、重量とサイズを減らし、効率を改善するため、EVに不可欠です。GaN半導体デバイスは、EVの需要が世界規模で高まるにつれて、EVの充電システムやパワートレインでより頻繁に使用されるようになります。
市場セグメンテーション
当レポートでは、世界のGaN半導体デバイス市場をコンポーネント、製品、用途、エンドユーザー別に詳細に分析しています。
GaN高周波デバイスが最大セグメントとして台頭予測
GaN半導体デバイスの世界市場は、製品別にGaN無線周波数デバイス、光半導体、パワー半導体に細分化されます。このうち、GaN無線周波数デバイスのサブセグメントが市場の最大シェアを占めると予想されます。このセグメントの成長を支える主な要因としては、民間および軍用のパルスレーダー増幅器におけるGaN無線周波数デバイスの需要増加が挙げられます。さらに、GaN半導体が提供する高い動作周波数は、レーダー通信、地上無線、軍事用ジャマーでの使用に適しています。例えば、2021年9月、Tagore Technology Inc.は、10W~100Wの平均電力を特徴とする高電力GaNベースRFスイッチ世代RFスイッチを発表しました。この新しいスイッチは、挿入損失、パワーハンドリング、高調波性能を提供します。TS8x製品ファミリーは、戦術・軍事通信(Mil Comm)、陸上移動無線(LMR)、民間移動無線(PMR)のポストパワーアンプ(PA)高調波フィルター・スイッチングに最適です。
情報通信技術サブセグメントが大きな市場シェアを占める
世界のGaN半導体デバイス市場は、エンドユーザー別に自動車、家電、防衛・航空宇宙、ヘルスケア、産業・電力、情報・通信技術、その他(ヘルスケア)に細分化されます。このセグメントの成長は、データ転送速度の高速化と効率の向上を可能にする5G技術の採用が増加していることに起因しています。GaN半導体デバイスは、5Gを含む高周波アンプ・用途に広く使用されています。通信機器に使用されるトランジスタは、データ伝送量の増加のため、より高い電力とより高い周波数をサポートすることが求められています。例えば、2022年10月、住友電気工業株式会社(以下「住友電工」)は、N極GaNを用い、ゲート絶縁層には世界で初めてハフニウム(Hf)系高耐熱・高誘電材料を用いた窒化ガリウムトランジスタ(GaN-HEMT※)を開発するなど、さらなる大容量・高速通信を実現するポスト5G時代を見据えています。
世界のGaN半導体デバイス市場は、北米(米国、カナダ)、欧州(英国、イタリア、スペイン、ドイツ、フランス、その他欧州地域)、アジア太平洋(インド、中国、日本、韓国、その他アジア太平洋地域)、世界のその他の地域(中東とアフリカ、南米)を含む地域別にさらに細分化されています。
アジア太平洋におけるGaN半導体デバイスの採用増加
GaN半導体デバイスの世界市場成長:地域別 2024年~2031年
北米が主要市場シェアを占める
全地域の中で、北米は多数の著名企業とGaN半導体デバイスプロバイダによって大きなシェアを占めています。この成長は、防衛・航空宇宙産業、自動車、民生用電子機器、産業・電力分野でのGaN半導体デバイスの採用が増加していることが地域成長に寄与しています。さらに、この地域の半導体企業はGaN技術を導入して全体的な効率を向上させています。例えば、2024年3月、Navitas Semiconductorは、100W/in3以上、96.5%以上の効率を可能にする最新のGaN技術を利用した3.2kWデータセンターデバイスパワープラットフォームを発表しました。現在、Navitasは、GaNとSiCの組み合わせによって130W/in3超の密度と97.0%超の効率を実現する4.5kWプラットフォームをリリースしています。このプラットフォームは、新しいGaNとSiCの技術を利用し、アーキテクチャをさらに進化させることで、電力密度、効率、市場投入までの時間においてまったく新しい業界標準を打ち立てています。
世界のGaN半導体デバイス市場に参入している主要企業には、Infineon Technologies AG、Microchip Technology Inc.、三菱電機株式会社、Northrop Grumman Corp.、Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd.などがあります。市場競争力を維持するため、市場企業は提携、合併、買収などの戦略を適用して事業拡大や製品開拓にますます力を注いでいます。例えば、2021年11月、Vitesco TechnologiesとGaN Systems Inc.はGaNパワー半導体技術の共同開発で提携しました。GaN技術に基づくパワーエレクトロニクスは、自動車のデバイス航続距離を伸ばし、自動車の総合エネルギー効率をさらに向上させるのに役立ちます。
最近の進展
GaN Semiconductor Device Market Size, Share & Trends Analysis Report by Product (GaN Radio Frequency Devices, Opto-semiconductors, and Power Semiconductors), by Device (Discrete Semiconductor and Integrated Semiconductor), by Application (Lighting & Lasers, Powers Drives, Supplies & inverters and Radio Frequency (RF)), and by End-Users (Automotive, Consumer Electronics, Defense & Aerospace, Healthcare, Industrial & Power, Information & Communication Technology and Others)Forecast Period (2024-2031)
GaN semiconductor device market is anticipated to grow at a significant CAGR of 13.4% during the forecast period (2024-2031). The market growth is attributed to the growing adoption of GaN semiconductor devices in infrastructure development and EV manufacturing, and the rising demand for consumer electronics drives the growth of the market. According to the World Semiconductor Trade Statistics (WSTS) Fall 2021 Semiconductor Industry Forecast, global semiconductor industry sales are forecasted to reach $601.0 billion in 2022 and $633.0 billion in 2023.
Market Dynamics
Growing Adoption of GaN-Based Radio Frequency (RF) Devices
Gallium nitride (GaN) device is emerging as the most common choice for power amplifier applications. Demand for widespread 5G deployment and predicted traffic surges are driving up demand for high frequency, high linearity, and affordable GaN power amplifiers. Wide bandgap materials like gallium nitride (GaN) have a lot to offer high-power radio frequency (RF) applications. Several significant physical and electrical features of gallium nitride set it apart from other conventional semiconductors like silicon. Gallium nitride (GaN) material has several additional important applications outside of radiofrequency (RF) applications, like power amplifiers (PA). These devices have grown increasingly desirable owing to their ever-increasing power and efficiency, notably for military-grade radar applications and space applications.
Increasing Demand for Higher Power Density and Efficiency
GaN-based power devices offer improved efficiency, lower switching losses, and increased power density. For this reason, GaN is perfect for systems like data centers, inverters, power supplies, and EV charging stations. The increasing demand for energy-efficient devices in industries such as automotive, renewable energy, and data centers is driving the adoption of GaN semiconductor devices. GaN-based power electronics are essential to EVs as they increase power density, decrease weight and size, and improve efficiency. GaN semiconductor devices are to be used more frequently in EV charging systems and powertrains as the demand for EVs rises on a global scale.
Market Segmentation
Our in-depth analysis of the global GaN semiconductor device market includes the following segments by component, product, application, and end-users.
GaN Radio Frequency Devices is Projected to Emerge as the Largest Segment
Based on the product, the global GaN semiconductor device market is sub-segmented into GaN radio frequency devices, opto-semiconductors and power semiconductors. Among these GaN radio frequency devices sub-segment is expected to hold the largest share of the market. The primary factor supporting the segment's growth includes increased demand for GaN radio frequency devices in civil and military pulsed radar amplifiers. Additionally, the higher operating frequencies provided by GaN semiconductors make them suitable for use in radar communication, terrestrial radios, and military jammers. For instance, in September 2021, Tagore Technology Inc. introduced high-power GaN-based RF switches generation RF switches featuring 10W to 100W of average power. The new switches offer insertion loss, power handling, and harmonic performance. The TS8x family of products is best suited for post-power amplifier (PA) harmonics filter switching for tactical and military communications (Mil Comm), land mobile radios (LMR) and private mobile radios (PMR).
Information & Communication Technology Sub-segment to Hold a Considerable Market Share
Based on end-users, the global GaN semiconductor device market is sub-segmented into automotive, consumer electronics, defense & aerospace, healthcare, industrial & power, information & communication technology, and others (healthcare).Among these, the information & communication technology sub-segment is expected to hold considerable share of the market. The segmental growth is attributed to the increasing adoption of 5G technology to enable faster data transfer speeds and improved efficiency. GaN semiconductor devices are widely used in high-frequency amplifier applications, including 5G. The transistors used in communication devices are required to support higher power and higher frequencies for an increased volume of data transmission. For instance, in October 2022, Sumitomo Electric Industries, Ltd. Developed a gallium nitride transistor (GaN-HEMT*¹) that uses N-polar GaN and, for the gate insulating layer, the first hafnium (Hf)-based, highly heat-resistant, high-dielectric material, setting its sights on the post-5G era, which realize even greater capacity and high-speed communications.
The global GaN semiconductor device market is further segmented based on geography including North America (the US, and Canada), Europe (UK, Italy, Spain, Germany, France, and the Rest of Europe), Asia-Pacific (India, China, Japan, South Korea, and Rest of Asia-Pacific), and the Rest of the World (the Middle East & Africa, and Latin America).
Increasing Adoption of GaN Semiconductor Devices in Asia-Pacific
Global GaN semiconductor device Market Growth by Region 2024-2031
Source: OMR Analysis
North America Holds Major Market Share
Among all the regions, North America holds a significant share owing to numerous prominent companies and GaN semiconductor device providers. The growth is attributed to the growing adoption of GaN semiconductor devices in the defense and aerospace industry, automotive, consumer electronics, and industrial & power contributing to the regional growth. Furthermore, semiconductor companies in the region introducing GaN technology to improve overall efficiency. For instance, in March 2024, Navitas Semiconductor introduced a 3.2kW data center device power platform utilizing the latest GaN technology enabling over 100W/in3 and over 96.5% efficiency. Now, Navitas is releasing a 4.5kW platform enabled by a combination of GaN and SiC to push densities over 130W/in3 and efficiencies over 97.0%.The platform utilizes newer GaN and SiC technologies and further advances in architecture to set all-new industry standards in power density, efficiency, and time-to-market.
Note: Major Players Sorted in No Particular Order.
The major companies serving the global GaN semiconductor device market include Infineon Technologies AG, Microchip Technology Inc., Mitsubishi Electric Corp., Northrop Grumman Corp., Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd., among others. The market players are increasingly focusing on business expansion and product development by applying strategies such as collaborations, mergers, and acquisitions to stay competitive in the market. For instance, in November 2021, Vitesco Technologies and GaN Systems Inc. collaborated to co-develop GaN power semiconductor technology. Power electronics based on GaN technology help to increase vehicle device range and to further improve the total energy efficiency of cars.
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