氮化镓功率器件市场 分析

全球Gallium Nitride Power December 市场规模在2022年价值为1.783亿美元,预计2023至2030年的复合年增长率为24.65%。 硝化镁(GaN)用于生产 半导体 动力装置和无线电频率组件和光发射二极管。 事实证明,在动力转换、RF和模拟应用方面,GAN动力装置比硅半导体高效。 GaN进行电子比硅高效1000倍以上. 此外,GaN设备的制造成本低于硅,因为GaN设备是在目前生产常规硅半导体的同一工厂采用标准硅制造程序生产的. 对于相同的功能性能来说,这些装置要小得多,并且可以每个瓦片生产. GAN在阻力上较低,导致较低的导电损失。 由GaN供电的装置速度更快,在充电和放电装置时产生较少的转换损失和较少的电容损失。 此外,GaN设备在驱动电路方面需要较少的动力,在印刷电路板上需要较少的空间. GAN对硅晶体管等其他替代品的这些重大好处预计将促进GAN电力装置市场的全面增长。

全球Gallium Nitride 电力设备市场:区域透视

全球GAN电力装置市场分为四个区域,即北美、欧洲、亚太和LAMEA。 北美是全球GAN电力设备市场的最大股东,预计在预测期间CAGR将增长34.60%. 北美是GAN的市场领先者 动力装置 由于美国和加拿大等国家的存在,各国政府正通过鼓励使用广泛使用GAN电源装置的EVs和HEVs来加大对污染防治工作的参与。 推动这一地区GAN电力装置市场增长的另一个因素是美国最重要的国防开支.

亚太是人口数量最多的地区,也是主要终端使用行业的最大市场,这反过来又促进了GAN电力装置的最大消费基础。 中国和印度在全球人口基数中占35%左右。 此外,汽车、电子消费品、通讯和工业制造方面最大的消费基础将在预测期间提供最强劲的增长前景。

图1:全球 Gal Nitride电力设备市场份额(%),按地区分列,2022年

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全球氮化镓功率器件市场驱动程序 :

下一代无线充电机对GAN Ups效率的利用率提高

GaN电力设备因其极高的切换能力而被用于无线充电应用. 关于共振传动中的载体频率,GaN晶体管具有优越性. 这使得它们能够在各种消费、医疗、工业和汽车应用方面远距离转移电力。 因此,提高GaN设备的下降成本只是在预测期间无线充电应用中推动对设备需求的另一个因素,预计这将刺激全球GaN电力设备市场的增长。 此外,市场参与者正专注于设计充电器,在制造效率更高、足迹较小和系统成本较低的装置方面寻求竞争优势。 取代传统MOSFET的高电离性晶体管(HEMT)设备,预计这将促进需求。

不断增长的需求 汽车工业

GAN使电力系统更小,效率更高,成本更低。 对汽车工业而言,电池体积较小,较轻,充电性能改善,车辆范围较大. 此外,GAN提高了车辆自主和无线电力应用的能力,包括车辆电气化(机载充电器和DC/DC转换器、电车逆变器)ADAS解决方案(LiDAR自动控制、无线电力传输)。 根据一致的市场见解,EV预计将从2017年的200万增长到2035年的1.2亿. 为了避免电力生产和分配. 此外,EVs和HEVs的电子系统预计会对GaN半导体设备产生激增的需求,特别是对控制系统、发动机驱动器、制动系统以及照明和显示设备的需求。 DC-DC转换器、电动机和电池系统、机械系统和冷却系统等各种汽车车体部件的反转器,预计这些系统将提高该行业硝化铬动力装置的需求

全球氮化镓功率器件市场 机会:

为关键制造商提供机会

发展风险资本公司向一些GAN半导体装置制造商提供资金,这有助于改进其产品种类和竞争力。 例如,电力芯片制造商GAN Systems在2021年11月报告说,它在一次资本回合中筹集了1.5亿美元. 在这笔资金的帮助下,该公司得以在其消费者、汽车、工业和企业行业中推动GAN技术的接受和创新。 此外,无线半导体公司Cambridge GAN Devices在2021年2月的A系列回合中筹集了950万美元. 公司增加了他们的GAN产品线.

全球氮化镓功率器件市场 趋势:

市场参与者正在关注基于GAN的解决方案,以满足控制和充电需求

市场参与者的目标是利用GaN技术的好处,电力IC供应商正在推出新的控制和汽车充电应用装置。 近年来,电子工业目睹了电力管理解决方案的范式转变,特别是在充电设备领域. 氮化 gall(GaN)技术的出现使工程师接近动力转换和输送系统的方式发生了革命性的变化,有效地挑战了硅基充电器的长期主导地位. 因此,市场参与者正在专注于产品发展战略。 例如,2023年3月20日,纳维塔斯半导体下一代动力半导体公司推出了其GaNSense控制装置,即一个基于GAN的系统对芯片(SoC),用于快速充电应用.

5G多芯片模块对GAN的需求日益增加

GAN在5G多芯片模块中越来越受欢迎,因为这些网络需要更高的能效. 因此,许多半导体公司正在努力将GAN纳入5G多芯模块. 例如,NXP半导体在2021年6月宣布,GAN技术已被纳入其多芯片模块. GAN受雇于多芯片模块,以比公司之前的报价提高效率.

全球氮化镓功率器件市场限制 :

缺乏材料可变性

减少GAN物质供应是GAN电力装置普遍商业化的主要障碍,是供应不足。 尽管一些GaN设备容易获得,但选择有限. 电压高于600伏的离线供电一般由较少的装置使用. 缺乏标准化设备的评分和特征限制了GAN动力设备的主流使用. 广泛使用GAN设备的最大障碍是市场上任何产品缺乏真正的第二来源。

图1:全球 Gal Nitride电力设备市场份额(%),按车辆类型分列,2022年

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全球氮化镓功率器件市场分割 :

全球氮化镓功率器件市场报告被分割成设备类型,电压愤怒,以及终端用户垂直

基于纵向,全球市场分为消费电子、信息技术和电信、汽车、航空航天和国防等。 电信部分拥有最高的市场份额,预计在预测期间CAGR将增长最高。 由于它的独特性,如其巨大的能量波段差距和高饱和电子速度,GaN设备必须在通信中操作高功率和高速电子设备. 与目前使用的Gallium Arsenic(GaA)设备相比,GaN高电子移动晶体管(HEMT)在高功率和宽带应用中具有较好的特性. 通信中的宽带动力微波系统由于这些装置的功率密度高,阻力相对较高,现在有了新的前景。

全球Gallium Nitride 电力设备市场:关键开发

2021年2月,高效电力转换公司推出EPC9157,将Renesas ISL 81806与EPC2218 eGAN整合,实现90%以上的效率. Renesas ISL 81806利用GAN的高性能来促成大功率解决方案并降低BOM成本,另外使设计简单化,类似于使用硅制成的FET.

全球氮化镓功率器件市场:关键公司洞察

市场运营的市场参与者侧重于产品推出和合并、扩大全球存在的收购战略

全球Gallium Nitride电源设备市场的一些关键角色有Cree Inc.,高效电源转换(EPC)公司,Infineon Technologies,GAN Systems Inc.,Macom,Microsemi Corporation,三菱电气公司,纳维塔斯半导体,Qorvo, Inc.,东芝电子设备与存储公司.

* 定义: Gallium nitride(GaN)是一种非常硬,机械稳定的宽带状半导体. 随着分解强度的提高,切换速度的加快,热导率的提高和耐力的降低,基于GaN的动力装置明显超过硅基装置.