Рынок силовых устройств GALLIUM NITRIDE ANALYSIS

Глобальный объем рынка электроприборов Gallium Nitride был оценен в 178,3 миллиона долларов США в 2022 году и, как ожидается, станет свидетелем совокупного годового роста (CAGR) на 24,65% с 2023 по 2030 год. Нитрид галлия (GaN) используется в производстве полупроводник силовые устройства и радиочастотные (РЧ) компоненты и светоизлучающие диоды (светодиоды). Устройства с питанием от GaN доказали свою эффективность по сравнению с кремниевыми полупроводниками в области преобразования энергии, RF и аналоговых приложений. GaN проводит электроны более чем в 1000 раз эффективнее, чем кремний. Кроме того, стоимость производства устройств GaN ниже, чем у кремния, поскольку устройства GaN производятся с использованием стандартных процедур производства кремния на тех же заводах, которые в настоящее время производят обычные кремниевые полупроводники. Устройства намного меньше для той же функциональной производительности и могут быть изготовлены на пластину. GaN ниже по сопротивлению, что дает более низкие потери проводимости. Устройства, работающие на GaN, быстрее, что приводит к меньшим потерям переключения и меньшей емкости, что приводит к меньшим потерям при зарядке и разрядке устройств. Кроме того, устройства GaN требуют меньше энергии для управления цепью и меньше места на печатной плате. Ожидается, что эти значительные преимущества GaN по сравнению с другими альтернативами, такими как кремниевые транзисторы, будут способствовать общему росту рынка силовых устройств GaN.

Глобальный рынок энергетических устройств с нитридом галлия: региональные исследования

Мировой рынок электроприборов GaN разделен на четыре региона: Северная Америка, Европа, Азиатско-Тихоокеанский регион и Ламея. Северная Америка является крупнейшим акционером на мировом рынке энергетических устройств GaN и, как ожидается, вырастет на 34,60% в течение прогнозируемого периода. Северная Америка является лидером рынка для GaN устройства питания Из-за присутствия таких стран, как США и Канада, где правительства увеличивают свое участие в борьбе с загрязнением, поощряя использование электромобилей и электромобилей, которые широко используют устройства питания GaN. Другим фактором, стимулирующим рост рынка силовых устройств GaN в этом регионе, являются наиболее значительные расходы США на оборону.

На Азиатско-Тихоокеанский регион приходится самая большая база населения, а также крупнейший рынок для ключевых отраслей конечного использования, что, в свою очередь, способствует крупнейшей потребительской базе электроприборов GaN. Согласно анализу Coherent Market Insights, Китай и Индия составляют около 35% мировой демографической базы. Кроме того, наибольшая потребительская база для автомобильной промышленности, бытовой электроники, связи и промышленного производства обеспечит самые высокие перспективы роста в течение прогнозируемого периода.

Рисунок 1: Глобальная галлия Доля рынка силовых устройств Nitride (%), по регионам, 2022

To learn more about this report, request sample copy

Драйверы глобального рынка электроприборов Gallium Nitride:

Повышение эффективности GaN Ups в беспроводных зарядных устройствах следующего поколения

Устройства питания GaN используются в приложениях беспроводной зарядки из-за их чрезвычайно высокой способности переключения. Что касается несущей частоты при резонансном переносе, то транзисторы GaN превосходят. Это позволяет им передавать энергию на большие расстояния в различных потребительских, медицинских, промышленных и автомобильных приложениях. Следовательно, увеличение снижения стоимости устройств GaN является еще одним фактором, стимулирующим спрос на них в приложениях беспроводной зарядки в течение прогнозируемого периода, что, как ожидается, будет стимулировать рост глобального рынка устройств питания GaN. Кроме того, участники рынка сосредотачиваются на разработке зарядных устройств и ищут конкурентное преимущество в создании устройств, которые обеспечивают более высокую эффективность, меньшую площадь и более низкую стоимость системы. Заменяющие устройства с электронно-электронно-мобильным транзистором (HEMT) для традиционных MOSFET, которые, как ожидается, повысят спрос

Растущий спрос в автомобильной промышленности

GaN обеспечивает меньшие, более эффективные и более дешевые энергосистемы. Для автомобильной промышленности меньшие, более легкие батареи, улучшенные характеристики зарядки и больший диапазон для транспортных средств. Кроме того, GaN расширяет возможности в автономных и беспроводных приложениях питания транспортных средств, включая электрификацию транспортных средств (бортовые зарядные устройства и преобразователи постоянного тока / постоянного тока, инверторы тяги) ADAS Solutions (автономное управление LiDAR, беспроводная передача энергии). Согласно согласованным оценкам рынка, ожидается, что электромобили вырастут с 2 миллионов в 2017 году до 120 миллионов в 2035 году. Во избежание производства и распределения электроэнергии. Кроме того, ожидается, что электронные системы в электромобилях и электромобилях создадут всплеск спроса на полупроводниковые устройства GaN, особенно на системы управления, приводы двигателей, тормозные системы, а также освещение и дисплеи. Преобразователи постоянного тока, электродвигатели и инверторы в различных частях кузова автомобиля, таких как аккумуляторные системы, механические системы и системы охлаждения, которые, как ожидается, повысят спрос на силовые устройства с нитридом галлия в отрасли.

Глобальный рынок энергетических устройств Gallium Nitride Возможности:

Увеличение финансирования венчурного капитала, предоставляющего возможности для ключевых производителей

Фирмы венчурного капитала предоставляют финансирование ряду производителей полупроводниковых устройств GaN, что способствует улучшению их продуктовых линеек и конкурентоспособности. Например, производитель силовых чипов GaN Systems сообщил в ноябре 2021 года, что он собрал 150 миллионов долларов США в рамках капитального раунда. С помощью этого финансирования компания смогла продвинуть принятие технологии GaN и инновации во всех своих потребительских, автомобильных, промышленных и корпоративных отраслях. Кроме того, легендарная полупроводниковая компания Cambridge GaN Devices привлекла 9,5 миллионов долларов США в раунде серии A в феврале 2021 года. Компания увеличила свою линейку продуктов GaN.

Глобальный рынок энергетических устройств Gallium Nitride Тренды:

Участники рынка сосредоточены на решениях на основе GaN для удовлетворения потребностей в контроле и зарядке.

Игроки рынка стремятся использовать преимущества технологии GaN, поставщики силовых ИС внедряют новые устройства для управления и зарядки автомобилей. В последние годы в электронной промышленности произошел сдвиг парадигмы в решениях по управлению питанием, особенно в области зарядных устройств. Появление технологии нитрида галлия (GaN) произвело революцию в подходе инженеров к системам преобразования и доставки энергии, эффективно оспаривая давнее доминирование зарядных устройств на основе кремния. Благодаря этому игроки рынка делают упор на стратегии разработки продукции. Например, 20 марта 2023 года компания Navitas Semiconductor следующего поколения Power Semiconductor запустила устройство GaNSense Control, основанное на GaN-системе на чипе (SoC), предназначенное для приложений быстрой зарядки.

Растущий спрос на GaN в многочиповых модулях 5G

GaN становится все более популярным в многочиповых модулях 5G, поскольку эти сети требуют большей энергоэффективности. Поэтому многие полупроводниковые компании работают над включением GaN в многочиповые модули 5G. NXP Semiconductors, например, объявила в июне 2021 года, что технология GaN была включена в их многочиповый модуль. GaN использовался в многочиповых модулях для повышения эффективности по сравнению с предыдущим предложением компании.

Глобальный рынок силовых устройств с нитридом галлия:

Отсутствие управляемости материала

Недостаточная доступность материалов GaN является основным препятствием для популярной коммерциализации энергетических устройств GaN. Несмотря на то, что некоторые устройства GaN легко доступны, выбор ограничен. Офлайновые источники питания мощностью более 600 вольт обычно используются меньшим количеством устройств. Отсутствие стандартизированных рейтингов и функций устройств ограничивает основное использование устройств питания GaN. Самым большим препятствием для широкого использования устройств GaN является отсутствие реальных вторых источников для любых продуктов на рынке.

Рисунок 1: Глобальная галлия Доля рынка силовых устройств Nitride (%), по типу транспортного средства, 2022

To learn more about this report, request sample copy

Сегментация глобального рынка устройств на основе нитрида галлия:

Глобальный отчет Gallium Nitride Power Device Market разделен на тип устройства, ярость напряжения и конечного пользователя, вертикаль

Основываясь на вертикали, мировой рынок сегментирован на потребительскую электронику, IT и телекоммуникации, автомобильную, аэрокосмическую и оборонную и другие. Сегмент телекоммуникаций имеет самую высокую долю рынка и, как ожидается, будет расти на самом высоком уровне CAGR в течение прогнозируемого периода. Благодаря своим уникальным характеристикам, таким как огромный энергетический разрыв и высокая скорость насыщения электронов, устройства GaN должны работать с мощными и высокоскоростными электронными устройствами в коммуникациях. По сравнению с используемыми в настоящее время устройствами Gallium Arsenic (GaA), транзистор с высокой подвижностью электронов GaN (HEMT) обладает лучшими свойствами в мощных и широкополосных приложениях. Широкополосные микроволновые системы связи теперь имеют новые перспективы из-за высокой плотности мощности этих устройств и сравнительно высокого импеданса.

Мировой рынок устройств на основе нитрида галлия: ключевые события

В феврале 2021 года корпорация Efficient Power Conversion Corporation запустила EPC9157, который интегрировал Renesas ISL 81806 с EPC2218 eGAN для достижения более 90% эффективности. Renesas ISL 81806 использовал высокую производительность GaN для обеспечения мощных решений и снижения стоимости BOM, что также упрощает конструкцию и аналогично использованию кремниевых FET.

Глобальный рынок электроприборов с нитридом галлия: основные выводы компаний

Участники рынка, работающие на рынке, сосредоточены на запуске и слиянии продуктов, стратегиях приобретения для расширения глобального присутствия.

Одними из ключевых игроков на мировом рынке электроприборов Gallium Nitride являются Cree Inc., Efficient Power Conversion (EPC) Corporation, Infineon Technologies, GaN Systems Inc., Macom, Microsemi Corporation, Mitsubishi Electric Corporation, Navitas Semiconductor, Qorvo, Inc. и Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation.

* Определение: Нитрид галлия (GaN) является очень твердым, механически стабильным полупроводником с широким диапазоном. С более высокой прочностью на разрыв, более высокой скоростью переключения, более высокой теплопроводностью и более низкой устойчивостью, силовые устройства на основе GaN значительно превосходят кремниевые устройства.