Анализ размера, доли и тенденций мирового рынка силовых полупроводников на основе GaN и SiC – Обзор отрасли и прогноз до 2032 года

Размер рынка силовых полупроводников GaN и SiC

• Объем мирового рынка силовых полупроводников GaN и SiC в 2024 году оценивался в 775,18 млн долларов США , а к 2032 году ,  как ожидается, он достигнет  6342,86 млн долларов США при среднегодовом темпе роста 30,05% в течение прогнозируемого периода.
• Рост рынка обусловлен в первую очередь растущим спросом на энергоэффективную силовую электронику, быстрым внедрением электромобилей (ЭМ) и расширением систем возобновляемой энергии, таких как солнечная и ветровая энергия.
• Растущее внимание потребителей и промышленности к устойчивому развитию в сочетании с достижениями в области высокочастотных и высокотемпературных полупроводниковых технологий дополнительно стимулирует рыночный спрос в каналах OEM и вторичного рынка.

Анализ рынка силовых полупроводников GaN и SiC

• Рынок силовых полупроводников на основе GaN и SiC переживает бурный рост, поскольку отрасли отдают приоритет энергоэффективности, высокой плотности мощности и управлению тепловым режимом в современных электронных системах.
• Растущий спрос со стороны электромобилей и возобновляемых источников энергии побуждает производителей внедрять инновации, предлагая высокоэффективные, долговечные и высокочастотные полупроводниковые решения.
• Северная Америка доминирует на рынке силовых полупроводников на основе GaN и SiC с долей выручки в 33% в 2024 году, что обусловлено развитой автомобильной промышленностью, значительными инвестициями в возобновляемые источники энергии и мощными возможностями производства полупроводников.
• Ожидается, что Азиатско-Тихоокеанский регион станет самым быстрорастущим регионом в прогнозируемый период, чему будут способствовать быстрая урбанизация, рост популярности электромобилей и рост спроса на силовую электронику в таких странах, как Китай, Япония и Южная Корея.
• Сегмент силовых модулей Sic занял самую большую долю рынка в 45% в 2024 году, что обусловлено его превосходной эффективностью в приложениях с высокой плотностью мощности, таких как электромобили (ЭМ), системы возобновляемой энергии и промышленное оборудование.

Область применения отчета и сегментация рынка силовых полупроводников GaN и SiC

Тенденции рынка силовых полупроводников GaN и SiC

«Растущее применение широкозонных полупроводников для повышения энергоэффективности»

• Силовые полупроводники на основе карбида кремния (SiC) и нитрида галлия (GaN) становятся все более предпочтительными из-за их превосходной энергоэффективности и меньших потерь мощности по сравнению с традиционными полупроводниками на основе кремния.
• Эти материалы с широкой запрещенной зоной обеспечивают более высокие рабочие температуры, более высокую скорость переключения и снижение потерь энергии, что делает их идеальными для высокопроизводительных приложений.
• В электромобилях силовые модули SiC предпочтительны из-за их способности выдерживать высокие напряжения и температуры, что повышает эффективность инверторов и бортовых зарядных устройств.
• Модули питания на основе GaN набирают популярность в телекоммуникациях и потребительской электронике благодаря высокой скорости переключения и компактной конструкции, особенно в быстрых зарядных устройствах и инфраструктуре 5G.
  • Например, такие компании, как Infineon Technologies и Navitas Semiconductor, интегрируют решения GaN и SiC в системы зарядки электромобилей и инверторы возобновляемой энергии для повышения производительности и снижения потребления энергии.
• Производители автомобилей все чаще используют полупроводники SiC и GaN в качестве стандартных компонентов в гибридных и электрических транспортных средствах (H/EV) для оптимизации эффективности силовой установки и увеличения запаса хода.
• В системах возобновляемой энергетики, таких как фотоэлектрические инверторы (PV) и преобразователи ветряных турбин, используются SiC и GaN из-за их способности максимизировать выход энергии и минимизировать потери мощности.

Динамика рынка силовых полупроводников GaN и SiC

Водитель

«Рост спроса на электромобили и возобновляемые источники энергии»

• Растущий мировой спрос на электромобили и гибридные транспортные средства стимулирует внедрение силовых полупроводников GaN и SiC, которые обеспечивают высокую эффективность и терморегулирование для компонентов электромобилей, таких как инверторы, зарядные устройства и DC-DC-преобразователи.
• Расширение систем возобновляемой энергетики, таких как солнечная и ветровая энергетика, увеличивает потребность в эффективных решениях по преобразованию энергии, при этом полупроводники SiC и GaN обеспечивают превосходную производительность в фотоэлектрических инверторах и системах накопления энергии.
• Эти полупроводники снижают потери энергии и позволяют создавать компактные и легкие конструкции, способствуя повышению топливной экономичности транспортных средств и снижению эксплуатационных расходов в промышленных приложениях.
• Правительственные инициативы и стимулы, способствующие развитию чистой энергии и электрификации, особенно в Северной Америке, Европе и Азиатско-Тихоокеанском регионе, ускоряют внедрение технологий SiC и GaN.
  • Например, Siemens Energy и Vestas внедрили полупроводники SiC и GaN в солнечные и ветровые системы для повышения эффективности и надежности преобразования энергии.
• Развитие технологий 5G и промышленной автоматизации еще больше увеличивает спрос на полупроводники GaN, которые отлично подходят для высокочастотных приложений, таких как телекоммуникационная инфраструктура.

Сдержанность/Вызов

«Высокие издержки производства и сложное производство»

•  Производство силовых полупроводников SiC и GaN требует использования современных материалов и сложных технологий изготовления, что приводит к более высоким производственным затратам по сравнению с альтернативами на основе кремния.
• Специализированное оборудование, строгий контроль качества и ограниченная экономия за счет масштаба увеличивают начальные и эксплуатационные расходы, что влияет на ценообразование продукции и конкурентоспособность на рынке.
• Доступность высококачественных подложек SiC и GaN ограничена, что приводит к ограничениям в цепочке поставок и потенциальным сбоям в масштабируемости производства.
  • Например, подложки SiC дороже и сложнее в производстве, чем кремниевые пластины, в то время как GaN требует сложных процессов эпитаксиального роста, что повышает затраты.
• Техническая экспертиза, необходимая для проектирования и интеграции устройств на основе GaN и SiC, является препятствием, поскольку переход от кремниевых технологий требует специальных знаний и навыков.
• Эти проблемы могут сдерживать внедрение на рынках, чувствительных к стоимости, и ограничивать масштабируемость полупроводников GaN и SiC, особенно в потребительской электронике и низкорентабельных отраслях.

Объем рынка силовых полупроводников GaN и SiC

Рынок сегментирован по продукту и области применения.

• По продукту

По видам продукции рынок силовых полупроводников на основе GaN и SiC сегментируется на силовые модули на основе SiC, силовые модули на основе GaN, дискретные SiC и дискретные GaN. Сегмент силовых модулей на основе SiC занимал наибольшую долю рынка, составлявшую 45% в 2024 году, благодаря своей высокой эффективности в приложениях с высокой плотностью мощности, таких как электромобили (электромобили), системы возобновляемой энергетики и промышленное оборудование. Силовые модули на основе SiC пользуются популярностью благодаря высокой теплопроводности, низким коммутационным потерям и способности работать при высоких напряжениях и температурах, что делает их идеальными для использования в сложных условиях, таких как инверторы для электромобилей и фотоэлектрических систем (PV).

Ожидается, что сегмент дискретных GaN-транзисторов будет демонстрировать самые высокие среднегодовые темпы роста (CAGR) в период с 2025 по 2032 год – около 30%. Этот рост обусловлен растущим внедрением в потребительскую электронику, телекоммуникации и приложения с низким и средним энергопотреблением, такие как быстрые зарядные устройства и центры обработки данных. Дискретные GaN-приборы обеспечивают высокую скорость переключения и компактную конструкцию, предлагая эффективные и экономичные решения для высокочастотных приложений.

• По применению

В зависимости от сферы применения рынок силовых полупроводников на основе GaN и SiC подразделяется на источники питания, промышленные электроприводы, гибридные/электромобили (H/EV), фотоэлектрические инверторы, тяговые системы и другие. Сегмент источников питания обеспечил наибольшую долю рынка в 2025 году благодаря растущему спросу на эффективные системы управления питанием в потребительской электронике, центрах обработки данных и промышленных приложениях. Полупроводники на основе GaN и SiC позволяют создавать компактные, лёгкие и энергоэффективные источники питания, поддерживая глобальный тренд на устойчивое развитие и снижение энергопотребления.

Ожидается, что сегмент гибридных/электрических транспортных средств (H/EV) будет демонстрировать самые высокие среднегодовые темпы роста в период с 2025 по 2032 год, что обусловлено быстрым внедрением электромобилей и потребностью в высокоэффективной силовой электронике. Силовые модули на основе SiC широко используются в инверторах и бортовых зарядных устройствах электромобилей благодаря своей способности выдерживать высокие напряжения и температуры, в то время как устройства на основе GaN набирают популярность в DC/DC-преобразователях благодаря своей способности быстро переключаться, что способствует увеличению запаса хода и сокращению времени зарядки.

Региональный анализ рынка силовых полупроводников GaN и SiC

• Северная Америка доминирует на рынке силовых полупроводников на основе GaN и SiC с долей выручки в 33% в 2024 году, что обусловлено развитой автомобильной промышленностью, значительными инвестициями в возобновляемые источники энергии и мощными возможностями производства полупроводников.
• Ожидается, что Азиатско-Тихоокеанский регион станет самым быстрорастущим регионом в прогнозируемый период, чему будут способствовать быстрая урбанизация, рост популярности электромобилей и рост спроса на силовую электронику в таких странах, как Китай, Япония и Южная Корея.

Обзор рынка силовых полупроводников GaN и SiC в США

Ожидается, что США станут свидетелями самых высоких темпов роста североамериканского рынка силовых полупроводников на основе GaN и SiC, что обусловлено увеличением объёма цифрового контента, бумом потоковой передачи мультимедиа и расширением экосистем умных домов. Потребители всё чаще ищут надёжные и масштабируемые решения для хранения своих растущих цифровых библиотек, включая медиафайлы высокого разрешения и персональные данные. Растущий спрос на домашние хранилища мультимедиа в сочетании с развитием приложений для умных домов и появлением гибридных облачных решений для хранения данных дополнительно стимулирует развитие рынка. Опасения по поводу конфиденциальности и безопасности данных также способствуют привлекательности локальных NAS-решений как альтернативы общедоступным облачным хранилищам, предоставляя пользователям более полный контроль над своими данными.

Обзор европейского рынка силовых полупроводников GaN и SiC

Ожидается, что европейский рынок силовых полупроводников на основе GaN и SiC будет расти значительными среднегодовыми темпами в течение всего прогнозируемого периода. Этот рост обусловлен, прежде всего, строгими правилами конфиденциальности данных, такими как GDPR, которые стимулируют спрос на безопасные локальные системы хранения данных. Европейские потребители отдают предпочтение решениям, обеспечивающим расширенный контроль над своими данными. В регионе также наблюдается рост урбанизации и спроса на подключенные устройства, что способствует внедрению систем NAS в жилых, коммерческих и многоквартирных домах.

Обзор рынка силовых полупроводников GaN и SiC в Великобритании

Ожидается, что рынок силовых полупроводников на основе GaN и SiC в Великобритании будет расти значительными среднегодовыми темпами в течение прогнозируемого периода. Этот рост обусловлен растущим спросом на безопасное централизованное хранение данных, особенно в связи с продолжающимся ростом объема цифрового контента, такого как видео 4K и изображения высокого разрешения. Тенденция к расширению удаленной работы и развитию бизнеса из дома ускоряет спрос на решения NAS, поскольку они предлагают надежные платформы для хранения данных, обеспечения их безопасности и совместной работы. Ожидается, что британское сообщество продолжит активно развивать цифровой контент, а также потребность в надежных решениях для резервного копирования данных.

Обзор рынка силовых полупроводников GaN и SiC в Германии

Ожидается, что немецкий рынок силовых полупроводников на основе GaN и SiC будет расти значительными среднегодовыми темпами, чему способствуют растущая осведомленность о цифровой безопасности и спрос на технологически продвинутые решения, ориентированные на конфиденциальность. Развитая инфраструктура Германии в сочетании с акцентом на инновации и устойчивое развитие способствуют внедрению NAS, особенно в жилых и коммерческих зданиях, где защита данных имеет первостепенное значение. Доверие потребителей к безопасным локальным решениям для хранения данных является важным фактором, что соответствует ожиданиям местных потребителей.

Обзор рынка силовых полупроводников GaN и SiC в Азиатско-Тихоокеанском регионе

Рынок силовых полупроводников на основе GaN и SiC в Азиатско-Тихоокеанском регионе, как ожидается, будет расти самыми быстрыми среднегодовыми темпами, что обусловлено ростом урбанизации, ростом располагаемых доходов и стремительным технологическим прогрессом в таких странах, как Китай, Япония и Индия. Растущая популярность в регионе «умных домов», поддерживаемая государственными инициативами по цифровизации, ускоряет внедрение решений для сетевых хранилищ (NAS). По мере того, как Азиатско-Тихоокеанский регион становится центром производства компонентов и систем NAS, эти устройства становятся более доступными и доступными для более широкого круга потребителей. Растущее проникновение смартфонов и планшетов в развивающихся странах дополнительно повышает спрос на эффективные решения для хранения и управления данными.

Обзор японского рынка силовых полупроводников GaN и SiC

Рынок силовых полупроводников на основе GaN и SiC в Японии набирает обороты благодаря высокотехнологичной культуре страны, быстрой урбанизации и пристальному вниманию к безопасности данных. Внедрение NAS обусловлено растущим числом умных домов и подключенных зданий, что требует централизованного и доступного хранения данных. Интеграция устройств NAS с другими устройствами Интернета вещей, такими как домашние камеры видеонаблюдения и интеллектуальная бытовая техника, стимулирует рост. Кроме того, старение населения Японии, вероятно, будет стимулировать спрос на удобные и безопасные решения для управления данными как в жилом, так и в коммерческом секторе.

Обзор китайского рынка силовых полупроводников GaN и SiC

Китайский рынок силовых полупроводников на основе GaN и SiC занимает значительную долю рынка в Азиатско-Тихоокеанском регионе, что обусловлено растущим средним классом страны, быстрой урбанизацией и высокими темпами внедрения технологий. Китай является одним из крупнейших рынков устройств для умного дома, и потребительские сетевые хранилища (NAS) становятся всё более популярными в жилых, коммерческих и арендных помещениях. Стремление к развитию умных городов и доступность доступных вариантов NAS, а также сильные отечественные производители являются ключевыми факторами, стимулирующими развитие китайского рынка, особенно в таких секторах с высоким уровнем контента, как медиа и электронная коммерция.

Доля рынка силовых полупроводников GaN и SiC

Лидерами отрасли силовых полупроводников GaN и SiC являются, в первую очередь, хорошо зарекомендовавшие себя компании, в том числе:

• Alpha and Omega Semiconductor (США)
• Fuji Electric Co., Ltd (Япония)
• Infineon Technologies AG (Германия)
• Littelfuse, Inc. (США)
• Mitsubishi Electric Corporation (Япония)
• Renesas Electronics Corporation (Япония)
• ROHM SEMICONDUCTOR (Япония)
• SANKEN ELECTRIC CO., LTD. (Япония)
• STMicroelectronics (Швейцария/Франция)
• IQE PLC (Великобритания)
• Transphorm Inc. (США)
• Сен-Гобен (Франция)
• GeneSiC Semiconductor Inc. (США)
• DACO SEMICONDUCTOR CO., LTD. (Тайвань)
• AGC Inc. (Япония)

Последние разработки на мировом рынке силовых полупроводников GaN и SiC

• В октябре 2023 года компания Navitas Semiconductor представила GaNSafe™, самый безопасный в мире силовой полупроводник на основе нитрида галлия (GaN), на конференции Китайского общества по электроснабжению (CPSSC 2023). Эта платформа GaN нового поколения повышает безопасность и эффективность применения в электромобилях (ЭМ), возобновляемых источниках энергии и потребительской электронике. GaNSafe™ объединяет в себе высокоскоростную защиту от короткого замыкания, защиту от электростатического разряда (ESD) и программируемые функции включения/выключения, обеспечивая надежную работу в условиях высокой мощности. Этот запуск укрепляет лидерство Navitas на рынке высокопроизводительных силовых полупроводников.
• В марте 2023 года компания Infineon Technologies AG завершила сделку по приобретению GaN Systems Inc., канадского лидера в области технологий GaN, за 830 миллионов долларов. Этот стратегический шаг укрепляет портфель решений Infineon на основе GaN, расширяя её возможности в автомобильной промышленности, промышленности и возобновляемой энергетике. Приобретение ускоряет внедрение инноваций в области высокоэффективных энергетических решений, укрепляя глобальное лидерство Infineon в области энергетических систем. GaN Systems объединяет более 200 сотрудников и предлагает широкий спектр решений для преобразования энергии на основе GaN, расширяя присутствие Infineon на рынке.
• В июне 2023 года компания Qorvo, Inc. представила QPB3810 — модуль усилителя мощности на основе GaN, предназначенный для приложений 5G Massive MIMO (mMIMO). Этот усилитель мощностью 8 Вт и напряжением 48 В охватывает диапазон 3,4–3,8 ГГц и оснащен встроенным регулятором смещения для оптимизации эффективности и производительности высокоскоростных беспроводных систем связи с высокой пропускной способностью. Запрограммированный на заводе контроллер смещения обеспечивает оптимизацию с учетом температуры и поддерживает быстрое переключение TDD. Этот запуск укрепляет лидерство Qorvo в области решений для инфраструктуры 5G.
• В марте 2023 года компания Infineon Technologies AG объявила о приобретении GaN Systems Inc., канадского лидера в области GaN-технологий, за 830 миллионов долларов. Этот стратегический шаг укрепляет портфель решений Infineon на основе GaN, укрепляя её глобальное лидерство в области систем электропитания. Компания GaN Systems, головной офис которой находится в Оттаве, Канада, объединяет более 200 сотрудников и предлагает широкий спектр решений для преобразования энергии на основе GaN. Это приобретение ускоряет внедрение инноваций в области высокоэффективных энергетических решений, включая зарядные устройства для мобильных устройств, центры обработки данных, бытовые солнечные инверторы и электромобили.
• В апреле 2022 года компании ROHM Semiconductor и Delta Electronics заключили стратегическое партнерство по разработке и серийному производству силовых устройств на основе GaN. Это сотрудничество объединяет опыт Delta в области технологий источников питания с передовыми технологиями производства полупроводников ROHM, что позволяет создавать силовые GaN-устройства на 600 В, оптимизированные для систем электропитания. ROHM уже создала систему серийного производства 150-вольтовых GaN HEMT-транзисторов, расширяя свою линейку EcoGaN™ для IoT-коммуникаций и промышленных приложений. Эта инициатива подтверждает стремление обеих компаний к созданию высокопроизводительных решений в области электропитания и расширению глобального рынка.

SKU-46167