Анализ размера, доли и тенденций мирового рынка солнечных элементов на основе арсенида галлия-германия (Gaas) – Обзор отрасли и прогноз до 2032 года

Размер рынка солнечных элементов на основе арсенида галлия-германия (Gaas)

• Объем мирового рынка солнечных элементов на основе арсенида галлия-германия (Gaas) в 2024 году оценивался в 17,08 млрд долларов США, а к 2032 году , как ожидается, он достигнет 32,57 млрд долларов США при среднегодовом темпе роста 8,40% в прогнозируемый период.
• Рост рынка во многом обусловлен растущим внедрением высокоэффективных солнечных технологий в космической, оборонной и коммуникационной сферах, чему способствуют превосходные характеристики солнечных элементов на основе GaAs в экстремальных условиях окружающей среды, включая высокую радиацию и изменчивость температуры.
• Кроме того, растущий спрос на легкие, компактные и высокоэффективные фотоэлектрические решения для спутников, беспилотных систем и современной беспроводной инфраструктуре связи ускоряет интеграцию солнечных элементов на основе GaAs, тем самым значительно стимулируя рост отрасли.

Анализ рынка солнечных элементов на основе арсенида галлия-германия (Gaas)

• Солнечные элементы на основе GaAs — это сложные полупроводниковые приборы, известные своей высокой эффективностью преобразования, стойкостью к радиации и соотношением мощности к весу, что делает их идеальными для применения в аэрокосмической, оборонной промышленности и в фотоэлектрических концентраторах.
• Растущий спрос обусловлен, прежде всего, увеличением числа миссий по исследованию космоса, расширением сетей 5G и IoT, а также растущей потребностью в надежных и высокопроизводительных источниках энергии как в наземных, так и в орбитальных условиях.
• Азиатско-Тихоокеанский регион доминировал на рынке солнечных элементов на основе арсенида галлия-германия (Gaas) с долей 49% в 2024 году благодаря высокому спросу со стороны спутниковой связи, военной электроники и высокоэффективных фотоэлектрических систем.
• Ожидается, что Северная Америка станет регионом с самыми быстрыми темпами роста на рынке солнечных элементов на основе арсенида галлия (Gaas) в течение прогнозируемого периода из-за растущего спроса в аэрокосмической, оборонной отраслях и в секторах высокоскоростной связи.
• Сегмент LEC-выращенного GaAs доминировал на рынке с долей 68,9% в 2024 году благодаря превосходному качеству кристаллов, низкой плотности дефектов и высокой эффективности, что делает его идеальным для требовательных приложений, таких как аэрокосмическая и военная фотоэлектрическая промышленность. Технология выращивания LEC хорошо зарекомендовала себя и обеспечивает лучшую однородность кристаллической структуры, что критически важно для высокопроизводительных солнечных элементов. Совместимость с многопереходными архитектурами и высокая термо- и радиационная стойкость дополнительно способствуют его широкому применению в космических и спутниковых приложениях.

Область применения отчета и сегментация рынка солнечных элементов на основе арсенида галлия-германия (Gaas)    

Тенденции рынка солнечных элементов на основе арсенида галлия-германия (Gaas)

«Растущий спрос на возобновляемые источники энергии»

• Значительной и набирающей силу тенденцией на рынке солнечных элементов на основе арсенида галлия-германия (GaAs) является растущий спрос на возобновляемые источники энергии, обусловленный глобальными целями устойчивого развития и более строгими нормами выбросов углерода.
  • Например, такие компании, как AZUR SPACE Solar Power GmbH, SolAero Technologies (теперь часть Rocket Lab) и Alta Devices, находятся на переднем крае развития технологии солнечных элементов на основе GaAs, ориентируясь на высокоэффективные приложения как в наземном, так и в космическом секторе.
• Эти солнечные элементы особенно ценятся на специализированных рынках, таких как спутниковые энергетические системы, космические исследования и высотные солнечные панели, где их эффективность часто превышает 30%, превосходя традиционные кремниевые элементы.
• Международное энергетическое агентство (МЭА) сообщает о 50%-ном росте мощностей возобновляемой энергетики в 2023 году, при этом решающую роль в обеспечении этого роста играют передовые солнечные технологии, такие как элементы GaAs-Ge.
• Достижения в области многопереходных и тонкопленочных технологий, а также увеличение инвестиций со стороны таких компаний, как Boeing Spectrolab и Sharp Corporation, еще больше повышают производительность и долговечность солнечных элементов на основе GaAs для эксплуатации в сложных условиях.
• В заключение следует отметить, что по мере того, как глобальный энергетический ландшафт смещается в сторону возобновляемых источников энергии, высокая эффективность и надежность солнечных элементов GaAs-Ge позиционируют их как важнейшие компоненты в следующем поколении солнечных энергосистем, удовлетворяя как наземные, так и космические потребности в энергии.

Динамика рынка солнечных элементов на основе арсенида галлия-германия (Gaas)

Водитель

«Рост числа установок солнечной системы»

• Глобальный рост использования возобновляемых источников энергии приводит к значительному увеличению числа установок солнечных систем, что напрямую повышает спрос на высокоэффективные солнечные элементы на основе GaAs.
  • Например, такие компании, как SolAero Technologies и AZUR SPACE Solar Power GmbH, расширяют производство для поставок как наземных, так и космических солнечных проектов, используя превосходную эффективность и устойчивость к радиации технологии GaAs.
• Государственные стимулы, субсидии и амбициозные цели в области солнечной энергетики в таких регионах, как ЕС, США и Азиатско-Тихоокеанский регион, побуждают коммунальные предприятия и частный сектор внедрять передовые солнечные технологии, включая элементы GaAs-Ge.
• Миниатюризация электроники и потребность в легких, высокопроизводительных источниках энергии в аэрокосмической, телекоммуникационной и военной отраслях еще больше стимулируют внедрение солнечных элементов на основе GaAs.
• Растущие инвестиции в исследования и разработки со стороны лидеров отрасли, таких как Boeing Spectrolab и Sharp Corporation, приводят к улучшению технологий многопереходных и тонкопленочных солнечных элементов на основе GaAs, способствуя более широкому проникновению на рынок.

Сдержанность/Вызов

«Ограниченная доступность галлия и германия»

• Поставки галлия и германия изначально ограничены, поскольку эти элементы являются побочными продуктами других процессов очистки металлов, что делает их доступность нестабильной и подверженной перебоям.
  • Например, такие компании, как Alta Devices и Boeing Spectrolab, сталкиваются с трудностями в обеспечении стабильных источников высокочистых материалов, что может повлиять на производственные графики и затраты.
• Колебания цен, вызванные геополитическими факторами, торговыми ограничениями и изменчивостью объемов добычи полезных ископаемых, могут привести к увеличению затрат для производителей и ограничить масштабируемость.
• Конкуренция за эти критически важные материалы со стороны других высокотехнологичных секторов, таких как производство полупроводников и светодиодов, еще больше напрягает предложение и приводит к росту цен.
• Решение этих проблем в цепочке поставок требует постоянных инвестиций в технологии переработки, альтернативные стратегии поставок и усилия по восстановлению материалов для обеспечения долгосрочной устойчивости и роста рынка солнечных элементов GaAs-Ge.

Рынок солнечных элементов на основе арсенида галлия-германия (Gaas)

Рынок сегментирован по типу и области применения.

• По типу

В зависимости от типа рынок солнечных элементов на основе арсенида галлия-германия (GaAs) сегментируется на два типа: LEC-выращенный GaAs и VGF-выращенный GaAs. Сегмент LEC-выращенного GaAs обеспечил наибольшую долю рынка в 68,9% в 2024 году благодаря превосходному качеству кристаллов, низкой плотности дефектов и высокой эффективности, что делает его идеальным для требовательных приложений, таких как аэрокосмическая и военная фотоэлектрическая энергетика. Технология выращивания LEC хорошо зарекомендовала себя и обеспечивает лучшую однородность кристаллической структуры, что критически важно для высокопроизводительных солнечных элементов. Совместимость с многопереходными архитектурами и высокая термо- и радиационная стойкость дополнительно способствуют его широкому внедрению в космических и спутниковых приложениях.

Ожидается, что сегмент VGF-выращенного GaAs будет демонстрировать самые высокие среднегодовые темпы роста в период с 2025 по 2032 год благодаря масштабируемости, экономической эффективности и потенциалу поддержки пластин большего размера. Методы VGF обеспечивают лучший контроль стехиометрии и профилей легирования, что делает их пригодными для крупносерийного коммерческого производства. Растущий интерес к наземным солнечным приложениям и оптоэлектронным устройствам стимулирует интерес к VGF-выращенному GaAs благодаря балансу производительности и производственной эффективности.

• По применению

По областям применения рынок сегментируется на следующие сегменты: радиочастотная электроника, светодиоды, фотоэлектрические устройства, фотонные устройства, беспроводная связь, оптоэлектронные устройства и другие приложения. Сегмент фотоэлектрических устройств обеспечил наибольшую долю выручки в 2024 году, что обусловлено растущим спросом на высокоэффективные солнечные элементы для космических аппаратов, беспилотных летательных аппаратов и высотных платформ. Солнечные элементы на основе GaAs обладают превосходным соотношением мощности к массе, высокой эффективностью преобразования энергии и повышенной устойчивостью к радиации и высоким температурам, что делает их незаменимыми в аэрокосмической и оборонной отраслях. Их использование в концентраторных фотоэлектрических системах (CPV) также растёт благодаря их способности сохранять производительность при высоких уровнях освещённости.

Прогнозируется, что сегмент беспроводной связи будет демонстрировать самые высокие среднегодовые темпы роста в период с 2025 по 2032 год, что обусловлено расширением инфраструктуры 5G и растущей потребностью в высокочастотных, малошумящих и высокоскоростных электронных компонентах. Компоненты на основе GaAs играют ключевую роль в высокочастотных входных модулях, обеспечивая более быструю передачу сигнала и снижение энергопотребления. В связи с растущей зависимостью от беспроводной связи в смартфонах, спутниках и сетях Интернета вещей, спрос на технологию солнечных элементов на основе GaAs в коммуникационных приложениях стремительно растёт.

Региональный анализ рынка солнечных элементов на основе арсенида галлия-германия (Gaas)

• Азиатско-Тихоокеанский регион доминировал на рынке солнечных элементов на основе арсенида галлия-германия (Gaas) с наибольшей долей выручки в 49% в 2024 году, что обусловлено высоким спросом в сфере спутниковой связи, военной электроники и высокоэффективных фотоэлектрических приложений.
• Процветающая экосистема производства полупроводников в регионе, государственная поддержка космической и оборонной отраслей, а также расширение телекоммуникационной инфраструктуры являются ключевыми факторами, стимулирующими рост.
• Кроме того, рост инвестиций в возобновляемую энергетику и развитие умных городов ускоряют внедрение солнечных и оптоэлектронных технологий на основе GaAs как на промышленных, так и на потребительских рынках.

Обзор рынка солнечных элементов GaAs в Японии

Рынок Японии стабильно растёт благодаря акценту страны на технологическом прогрессе, энергоэффективности и освоении космоса. Развитый сектор электроники Японии и спрос на компактные, лёгкие и радиационно-стойкие солнечные решения способствуют их широкому внедрению в спутники и беспилотные системы. Интеграция солнечных элементов на основе GaAs в энергетические модули на базе Интернета вещей и потребность стареющего населения в надёжных системах связи также способствуют росту.

Обзор китайского рынка солнечных элементов на основе GaAs

Китайский рынок солнечных элементов на основе GaAs занимал наибольшую долю в Азиатско-Тихоокеанском регионе в 2024 году, чему способствовало лидерство страны в производстве электроники и массовых запусках спутников. Растущее развёртывание инфраструктуры 5G и IoT стимулирует спрос на компоненты на основе GaAs в СВЧ- и фотонных устройствах. Кроме того, активное проникновение Китая в глобальный сектор солнечной энергетики и оборонной промышленности, а также стратегические инвестиции в производство полупроводниковых соединений, укрепляют его доминирующее положение на рынке.

Обзор европейского рынка солнечных элементов на основе GaAs

Ожидается, что европейский рынок будет расти значительными среднегодовыми темпами в течение прогнозируемого периода благодаря увеличению инвестиций в космические миссии, решения в области устойчивой энергетики и оборонные технологии. Мощная исследовательская база ЕС в области передовых материалов в сочетании с финансированием низкоуглеродных технологий и безопасных систем связи стимулирует внедрение решений на основе GaAs для солнечной энергетики и радиочастотной энергетики. Интерес региона к спутниковым системам нового поколения и средствам радиоэлектронной борьбы дополнительно ускоряет рост.

Обзор рынка солнечных элементов на основе GaAs в Великобритании

Ожидается, что рынок Великобритании будет устойчиво расти благодаря растущему вниманию к национальным космическим инициативам, развитию телекоммуникаций и инновациям в оборонных системах. Развитие национальных спутниковых программ и партнёрство с частными космическими компаниями способствуют интеграции GaAs-элементов. Более того, исследовательские институты и стартапы в Великобритании изучают новые возможности применения в оптоэлектронике и фотонике, способствуя долгосрочному расширению рынка.

Обзор рынка солнечных элементов GaAs в Германии

Ожидается, что рынок солнечных элементов на основе GaAs в Германии продемонстрирует заметный рост, обусловленный мощным инженерным сектором и приверженностью возобновляемым источникам энергии и интеллектуальной обороне. Акцент страны на устойчивое развитие и цифровые инновации способствует использованию высокоэффективных элементов на основе GaAs как в наземных, так и в аэрокосмических приложениях. Поддерживаемые государством программы НИОКР и партнёрство с европейскими космическими агентствами также улучшают перспективы рынка.

Обзор рынка солнечных элементов GaAs в Северной Америке

Прогнозируется, что североамериканский рынок будет расти самыми быстрыми темпами среднегодового темпа роста в период с 2025 по 2032 год, что обусловлено растущим спросом в аэрокосмической, оборонной и высокоскоростной коммуникационной отраслях. Космические программы правительства США и потребность в радиационно-стойких солнечных элементах для спутников являются основными драйверами роста. Рост инвестиций в технологии 5G и беспроводные технологии нового поколения в сочетании со зрелой экосистемой полупроводников дополнительно расширяют возможности для солнечных и радиочастотных приложений на основе GaAs.

Обзор рынка солнечных элементов на основе GaAs в США

В 2024 году США получили наибольшую долю выручки в Северной Америке благодаря значительным бюджетам на военные и космические исследования, а также устойчивому спросу на высокопроизводительные энергетические решения. Широкое использование GaAs в системах связи военного назначения, беспилотных летательных аппаратах и системах наблюдения подкрепляет их доминирование на рынке. Кроме того, присутствие ведущих аэрокосмических компаний и производителей полупроводниковых соединений способствует быстрому развитию технологий и их коммерциализации.

Доля рынка солнечных элементов на основе арсенида галлия-германия (Gaas)

Лидерами отрасли по производству солнечных элементов на основе арсенида галлия-германия (Gaas) являются в основном хорошо зарекомендовавшие себя компании, в том числе:

• Semiconductor Wafer Inc (Тайвань)
• AXT, Inc. (США)
• Freiberger Compound Materials GmbH (Германия)
• Xiamen Powerway Advanced Material Co., Ltd. (Китай)
• Sumitomo Electric Industries, Ltd. (Япония)
• Wafer Technology Ltd. (Великобритания)
• Корпорация MTI (США)
• Vital Materials Co., Limited. (Китай)
• DOWA Electronics Materials Co., Ltd. (Япония)
• II-VI Incorporated (США)
• IQE PLC (Великобритания)
• Технология пластин (США)
• Advanced Wireless Semiconductor Company (Тайвань)
• Hanergy Mobile Energy Holding Group Limited. (Пекин)
• Qorvo, Inc. (США)

Последние разработки на мировом рынке солнечных элементов на основе арсенида галлия-германия (Gaas)

• В январе 2024 года проект «Космическая солнечная энергетика» Калифорнийского технологического института достиг важной вехи. SSPD-1 провёл испытания беспроводной передачи энергии, оценил прочность солнечных элементов в космосе и опробовал развёртывание лёгкой конструкции, критически важной для космической солнечной энергетики. Несмотря на сложности с развёртыванием, миссия предоставила ценную информацию для проектирования и разработки будущих космических солнечных энергетических систем, поддержанную филантропом Дональдом Бреном и корпорацией Northrop Grumman.
• В марте 2024 года в статье был раскрыт стратегический шаг Китая, выбравшего галлий в качестве основного ресурса для создания оружия, являющегося критически важным минералом. Это решение подчёркивает стремление Китая обеспечить себя жизненно важными материалами военного назначения, что потенциально может изменить мировую динамику рынка минералов. Такой стратегический выбор галлия предполагает взвешенный подход к укреплению национальной обороноспособности посредством контроля над ключевыми ресурсами.
• В октябре 2023 года тайваньская компания Flexwave, специализирующаяся на решениях для фотоэлектрических систем, представила солнечную фотоэлектрическую установку, гарантирующую 10 лет автономного питания для удалённых небольших электронных устройств. Целевые области применения включают детекторы лесных пожаров, газоанализаторы и устройства Интернета вещей (IoT).

SKU-54092