GaN半導体デバイス市場：タイプ別、デバイスタイプ別、用途別、地域別 2024-2031年

GaN半導体デバイス市場評価-2024-2031

高性能パワーエレクトロニクスや、スマートフォンやノートパソコンなどのRF（無線周波数）コンポーネントの用途の増加が、GaN半導体デバイスの採用を後押ししています。GaNデバイスは、従来のシリコンベースのデバイスに比べ、高効率、高速スイッチング、高熱伝導性を提供するため、市場規模は2024年に34億5,000万米ドルを超え、2031年には約105億4,000万米ドルに達します。

これに加え、電気自動車のパワートレインや再生可能エネルギーシステムでの採用が増加していることも、GaN半導体デバイスの採用に拍車をかけています。GaNデバイスの機能強化とコスト削減につながる継続的な研究開発活動が、2024年から2031年までのCAGR 16.53%での市場成長を可能にしています。

GaN半導体デバイス市場定義/概要

GaN（窒化ガリウム）半導体デバイスは、ワイドバンドギャップ材料である窒化ガリウムから作られた電子部品です。GaNはシリコンと比較して、高耐圧、高熱伝導性、高速スイッチングなどの優れた電気特性を持っています。これらの特性により、GaNデバイスは高効率で、より高い電圧、周波数、温度で動作することができます。

GaN半導体デバイスは、さまざまな分野で使用されています。民生用電子機器では、その効率とコンパクトなサイズにより、充電器やアダプターに電力を供給しています。通信分野では、5Gインフラや衛星通信システムの高周波・大電力アプリケーションに不可欠です。GaNデバイスはまた、電気自動車のパワートレインや充電システムのための自動車産業や、ソーラー・インバータや風力タービンの効率的な電力変換のための再生可能エネルギーの分野でも著名です。さらに、産業システム、レーダー、電子戦システムなどの軍事・航空宇宙分野でも応用されています。

エネルギー効率の高いパワーエレクトロニクスへの需要の高まりは、GaN半導体デバイスの採用をどのように増加させるか？

エネルギー効率の高いパワーエレクトロニクスへの需要の高まりが、GaN半導体デバイス市場を牽引しています。米国エネルギー省によると、GaNベースのパワーデバイスは、シリコンの代替品と比較してエネルギー損失を最大50％削減することができます。欧州委員会は、パワーエレクトロニクスにおけるGaNの採用が2020年から2023年の間に35%増加すると報告しています。この動向は、民生用電子機器や自動車を含むさまざまな用途でより高い効率が求められていることが背景にあります。2024年2月、インフィニオン・テクノロジーズはGaNの生産能力を拡大するために10億米ドルを投資すると発表しました。同様に、テキサス・インスツルメンツは2024年4月、電気自動車市場をターゲットとしたGaNベースの電源管理ICの新製品ラインを発表しました。

5Gインフラの拡大はGaN RFデバイスの需要を押し上げています。Global Mobile Suppliers Associationは、2023年に導入された5G基地局の60%でGaNベースのRFパワーアンプが使用されたと報告しています。米国連邦通信委員会は、ワイヤレスインフラ向けのGaN RFデバイス出荷が2021年から2023年にかけて40％増加すると指摘しています。この成長の原動力は、高周波アプリケーションにおけるGaNの優れた性能です。2024年3月、Qorvoは5G mmWaveアプリケーション向けのGaN-on-SiC RFソリューションの新シリーズを発表しました。NXPセミコンダクターズは2024年5月、大手通信機器メーカーと提携し、GaNベースの次世代5GマッシブMIMOシステムを開発しました。

自動車業界では、電気自動車や自律走行車へのシフトがGaNの採用を後押ししています。米国運輸省は、2025年までに電気自動車の30%にGaNデバイスが使用されると予測しています。欧州自動車工業会の報告書によると、2022年から2024年にかけて、EVに搭載されるGaNベースのパワーエレクトロニクスは55%増加するといいます。この動向は、電力変換効率を改善し、システム全体のサイズを縮小するGaNの能力によるものです。オン・セミコンダクターは2024年1月、EV車載充電器とDC-DCコンバータ向けの包括的なGaNソリューションを発表しました。ナビタスセミコンダクターは2024年6月、次世代電気自動車向けにGaNベースのパワートレインを開発するため、大手自動車メーカーとの戦略的提携を発表しました。

GaN半導体デバイスのサプライチェーンは限定的か？

GaN半導体デバイス市場は、シリコンに比べてサプライチェーンが成熟していないことが抑制要因となっています。GaN材料とコンポーネントの入手可能性は限られており、潜在的な供給制約とコスト上昇につながっています。サプライ・チェーンが未成熟であるため、リードタイムが長くなり、可用性に問題が生じ、生産スケジュールやスケーラビリティに影響を及ぼす可能性があります。

GaNデバイスを既存のシリコンベースのシステムに統合することは、複雑でコストがかかる可能性があります。材料特性や性能特性に大きな違いがあるため、大幅な再設計と適応作業が必要となります。この複雑さにより、実装にかかる時間とコストが増大し、企業がGaN技術にシームレスに移行することが困難になっています。

GaNは、もう一つのワイドバンドギャップ材料である炭化ケイ素（SiC）との強力な競合に直面しています。SiCデバイスはすでに高出力アプリケーションで定評があり、高い熱伝導率や堅牢性などの利点を備えています。この競合は、特にSiCが強い足場を持つ市場において、GaNデバイスの成長の可能性を制限する可能性があります。

GaNデバイスは、その優れた性能にもかかわらず、比較的新しい市場であるため、採用には慎重です。潜在的なユーザーは、広範な検証と実証された信頼性がなければ躊躇する可能性があり、産業界がGaNデバイスの性能をテストし、信頼するのに時間を必要とするため、市場浸透が遅れる原因となっています。

目次

第1章 イントロダクション

• 市場の定義
• 市場セグメンテーション
• 調査手法

第2章 エグゼクティブサマリー

• 主な調査結果
• 市場概要
• 市場ハイライト

第3章 市場概要

• 市場規模と成長の可能性
• 市場動向
• 市場促進要因
• 市場抑制要因
• 市場機会
• ポーターのファイブフォース分析

第4章 GaN半導体デバイス市場：タイプ別

• パワー半導体
• オプトエレクトロニクス半導体

第5章 GaN半導体デバイス市場：デバイスタイプ別

• トランジスタ
• ダイオード

第6章 GaN半導体デバイス市場：アプリケーション別

• パワーエレクトロニクス
• RFデバイス
• 自動車用

第7章 地域別分析

• 北米
• 米国
• カナダ
• メキシコ
• 欧州
• 英国
• ドイツ
• フランス
• イタリア
• アジア太平洋
• 中国
• 日本
• インド
• オーストラリア
• ラテンアメリカ
• ブラジル
• アルゼンチン
• チリ
• 中東・アフリカ
• 南アフリカ
• サウジアラビア
• アラブ首長国連邦

第8章 市場力学

• 市場促進要因
• 市場抑制要因
• 市場機会
• COVID-19の市場への影響

第9章 競合情勢

• 主要企業
• 市場シェア分析

第10章 企業プロファイル

• Wolfspeed, Inc.
• Sumitomo Electric Industries, Ltd.
• Qorvo, Inc.
• MACOM Technology Solutions Holdings, Inc.
• Infineon Technologies AG
• GaN Systems, Inc.
• Efficient Power Conversion Corporation（EPC）
• Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation
• NXP Semiconductors
• Texas Instruments Incorporated

第11章 市場の展望と機会

• 新興技術
• 今後の市場動向
• 投資機会

第12章 付録

• 略語リスト
• 出典と参考文献