Отчет об анализе объема, доли и тенденций мирового рынка силовых устройств на основе GaN — обзор отрасли и прогноз до 2032 года

Размер рынка силовых устройств GaN

• Объем мирового рынка силовых устройств на основе GaN оценивается в 378,43 млн долларов США в 2024 году и, как ожидается ,  достигнет  3562,68 млн долларов США к 2032 году при среднегодовом темпе роста 32,35% в течение прогнозируемого периода.
• Активное расширение рынка обусловлено в первую очередь растущим внедрением и технологическим прогрессом в области подключенных домашних устройств и экосистем «умного дома», которые способствуют повышению уровня цифровизации в жилых и коммерческих помещениях.
• Кроме того, всплеск потребительского спроса на безопасные, интуитивно понятные и бесшовно интегрированные решения по управлению энергией и устройствами позиционирует GaN Power Devices как предпочтительную технологию для питания современных интеллектуальных систем. Эти пересекающиеся тенденции значительно ускоряют развертывание GaN Power Devices, в конечном итоге стимулируя рост рынка.

Анализ рынка силовых устройств GaN

• Устройства GaN Power, известные своей высокой эффективностью и производительностью, становятся все более необходимыми в современных приложениях силовой электроники в жилых, коммерческих и промышленных секторах. Их способность обеспечивать более высокие скорости переключения, снижение потерь мощности и компактную конструкцию системы делает их идеальными для интеграции в системы умного дома, электромобили и инфраструктуру возобновляемой энергии.
• Растущий спрос на энергоэффективные и компактные решения в области электропитания в сочетании с растущим проникновением технологий умного дома является ключевым фактором, способствующим принятию GaN Power Devices. Более того, растущая осведомленность потребителей о передовых технологиях, повышенные опасения по поводу безопасности и переход к бесключевым автоматизированным системам управления укрепляют рыночные позиции GaN Power Devices как неотъемлемой части интеллектуальных и безопасных систем следующего поколения.
• Северная Америка доминирует на рынке силовых устройств на основе GaN с наибольшей долей выручки в 32,77% в 2024 году, что обусловлено растущим спросом на энергоэффективные решения в области силовой электроники, расширением внедрения в электромобили, инфраструктуру 5G и потребительскую электронику, а также значительными инвестициями в НИОКР.
• Ожидается, что на рынке силовых устройств на основе GaN в Азиатско-Тихоокеанском регионе будет зафиксирован самый быстрый среднегодовой темп роста в 19,33% в период с 2025 по 2032 год из-за быстрой урбанизации, индустриализации и всплеска потребительской электроники.  
• Сегмент силовых устройств занимал самую большую долю рынка выручки в 2024 году, что обусловлено широким использованием в высокоэффективных системах преобразования энергии. В этом сегменте доминируют дискретные силовые устройства из-за их использования в электромобилях и промышленном оборудовании, где компактное высокоскоростное переключение имеет решающее значение.

Область применения отчета и сегментация рынка силовых GaN-устройств 

Тенденции рынка силовых GaN-устройств

« Растущий спрос на энергоэффективные решения в области электропитания во всех отраслях промышленности »

• Глобальный толчок к энергоэффективным технологиям в значительной степени стимулирует внедрение силовых устройств на основе нитрида галлия (GaN) в различных секторах, включая электромобили (EV), возобновляемые источники энергии, промышленную автоматизацию и потребительскую электронику. По сравнению с традиционными устройствами на основе кремния устройства на основе GaN обеспечивают более высокую эффективность, более высокую скорость переключения и меньшие форм-факторы, что делает их идеальными для приложений, требующих высокой плотности мощности и управления температурой.
  • Например, в феврале 2024 года компания Infineon Technologies AG представила новую линейку транзисторов на основе GaN, нацеленных на высокоэффективное преобразование энергии в потребительской электронике и автомобильных зарядных устройствах. Эти устройства снижают потери при переключении и тепловыделение, позволяя создавать более легкие, компактные и эффективные системы. Их применение особенно актуально в центрах обработки данных, где экономия энергии и компактность имеют решающее значение.
• Кроме того, поскольку правительства по всему миру подчеркивают углеродную нейтральность, отрасли переходят на энергоэффективные системы. Способность GaN снижать потери энергии во время преобразования энергии хорошо согласуется с этими целями устойчивого развития, тем самым ускоряя рост рынка.

Динамика рынка силовых устройств GaN

Водитель

«Растущая интеграция устройств GaN в инфраструктуру 5G»

• Быстрое глобальное развертывание сетей 5G является еще одним важным драйвером рынка силовых устройств GaN. Присущие GaN преимущества в области высокочастотной производительности, теплопроводности и энергоэффективности делают его идеальным кандидатом для базовых станций 5G, интерфейсных модулей RF и спутниковой связи.
• В марте 2024 года компания Qorvo, Inc. представила новые решения GaN RF, направленные на повышение производительности базовых станций 5G. Эти устройства поддерживают более высокую пропускную способность, более быструю передачу данных и лучшее управление теплом, что имеет решающее значение для уплотнения инфраструктуры 5G.
• Поскольку операторам связи все чаще требуются компактные и надежные компоненты для поддержки развертывания малых сот и частот миллиметрового диапазона, силовые радиочастотные устройства на основе GaN представляют собой технологически продвинутую альтернативу традиционным технологиям LDMOS и радиочастотным технологиям на основе кремния.

Сдержанность/Вызов

« Высокая стоимость и сложность производственного процесса »

• Несмотря на свои преимущества, силовые устройства GaN сталкиваются с серьезным ограничением в плане стоимости и сложности производства. Производство устройств GaN требует использования дорогих материалов подложки, таких как карбид кремния (SiC) или сапфир, а также передовых методов изготовления, что увеличивает общую стоимость производства по сравнению с кремниевыми устройствами.
• Более того, экосистема производства GaN все еще находится в стадии становления, при этом ограниченная доступность литейных производств и более низкая производительность производства способствуют более высоким затратам на единицу продукции. Эти факторы стоимости затрудняют проникновение устройств GaN на чувствительные к стоимости рынки, такие как сегменты потребительской электроники низкого уровня или бюджетной автомобильной промышленности.
• Кроме того, производители должны инвестировать в новые технологии упаковки и системы терморегулирования, чтобы полностью использовать возможности GaN, что еще больше увеличивает общую стоимость системы. Эти проблемы могут замедлить внедрение, особенно среди малых и средних производителей устройств с ограниченными бюджетами на НИОКР.

Масштаб рынка силовых устройств GaN

Рынок силовых устройств на основе GaN сегментирован по типу устройства, диапазону напряжения, применению, вертикали, технологии, материалу пластины и размеру пластины.

• По типу устройства

На основе типа устройства рынок сегментирован на силовые устройства, силовые радиочастотные устройства, силовые модули GaN, силовые дискретные устройства GaN и силовые ИС GaN. Сегмент силовых устройств занимал самую большую долю рынка доходов в 2024 году, что обусловлено широким использованием в высокоэффективных системах преобразования энергии. В этом сегменте доминируют дискретные силовые устройства из-за их использования в электромобилях и промышленном оборудовании, где компактное высокоскоростное переключение имеет решающее значение.

Сегмент силовых ИС GaN, как ожидается, будет демонстрировать самый быстрый среднегодовой темп роста с 2025 по 2032 год, поддерживаемый растущим спросом в приложениях 5G и IoT. Такие подсегменты, как MMIC и гибридные ИС, предлагают высокую производительность и интеграцию, привлекая разработчиков, ищущих компактные силовые решения.

• По диапазону напряжения

Рынок силовых устройств GaN сегментируется по диапазону напряжения на <200 В, 200–600 В и >600 В. Сегмент 200–600 В получил наибольшую долю выручки в 2024 году благодаря своей применимости в зарядных устройствах для электромобилей, центрах обработки данных и промышленных источниках питания. Эти устройства обеспечивают баланс между производительностью, управлением температурой и стоимостью.

Ожидается, что сегмент >600 В будет расти самыми быстрыми темпами среднегодового роста до 2032 года, что обусловлено ростом спроса на высоковольтные сетевые системы и инфраструктуру электромобильности, где более высокое напряжение повышает эффективность и уменьшает размер системы.

• По применению

На основе применения рынок сегментируется на силовые приводы, источники питания и инверторы и радиочастоты. Сегмент источников питания и инверторов составил наибольшую долю выручки рынка в 2024 году, особенно в подсегментах импульсных источников питания и зарядки электромобилей, где эффективность GaN и высокочастотные возможности снижают общие системные затраты.

Прогнозируется, что сегмент радиочастот будет расти быстрее всего до 2032 года, при этом спрос будет расти в модулях RF front-end, радарах и спутниковых системах. Эти устройства поддерживают телекоммуникационные и оборонные системы следующего поколения, предлагая превосходное усиление и плотность мощности.

• По вертикали

По вертикали рынок сегментирован на телекоммуникации, промышленность, автомобилестроение, возобновляемые источники энергии, потребительский и корпоративный, военный, оборонный и аэрокосмический, а также медицинский. Сегмент телекоммуникаций занимал самую большую долю рынка в 2024 году, что обусловлено развертыванием базовых станций 5G и центров обработки данных, требующих компактных и энергоэффективных усилителей мощности.

Ожидается, что в автомобильном сегменте будут наблюдаться самые быстрые среднегодовые темпы роста в период с 2025 по 2032 год, чему будет способствовать рост проникновения электромобилей и растущая потребность в компактных, легких и эффективных системах питания в электрических трансмиссиях и бортовых зарядных устройствах.

• По технологии

На основе технологии рынок силовых GaN-устройств сегментируется на 4H-SiC MOSFET, HEMT и другие. Сегмент HEMT (транзисторы с высокой подвижностью электронов) будет лидировать на рынке в 2024 году, ценясь за свою высокочастотную работу, низкое сопротивление во включенном состоянии и превосходные тепловые характеристики, что делает его идеальным как для ВЧ-приложений, так и для применений в области преобразования энергии.

• По материалу пластины

Рынок сегментирован на GaN на SiC и GaN на Si. GaN на Si доминирует на рынке с самой высокой долей выручки в 2024 году благодаря более низкой себестоимости производства и пригодности для массовых потребительских приложений.

Ожидается, что GaN на SiC будет быстро развиваться благодаря своим преимуществам в области теплопроводности и высоковольтных характеристик, что позволит использовать их в аэрокосмической отрасли, обороне и спутниковой связи.

• По размеру пластины

В зависимости от размера пластин рынок сегментируется на менее 150 мм, 150 мм–500 мм и более 500 мм. Сегмент 150 мм–500 мм занимал наибольшую долю в 2024 году, что обусловлено его балансом зрелости и доходности в массовом производстве.

Ожидается, что сегмент более 500 мм будет демонстрировать самые высокие среднегодовые темпы роста до 2032 года, поскольку ведущие фабрики инвестируют в более крупные форматы пластин для масштабирования производства, снижения затрат и удовлетворения растущего спроса со стороны электромобилей и промышленной автоматизации.

Региональный анализ рынка силовых устройств GaN

• Северная Америка доминирует на рынке силовых устройств на основе GaN с наибольшей долей выручки в 32,77% в 2024 году, что обусловлено растущим спросом на энергоэффективные решения в области силовой электроники, расширением внедрения в электромобили, инфраструктуру 5G и потребительскую электронику, а также значительными инвестициями в НИОКР.
• Технологически развитый ландшафт региона и растущее внимание к устойчивым энергосистемам способствуют широкому внедрению GaN-устройств питания. Увеличение числа приложений в оборонной, аэрокосмической и промышленной автоматизации еще больше усиливает рост рынка.
• Благоприятная государственная политика, значительный приток капитала в разработку полупроводников и присутствие ведущих игроков создают благоприятную среду для быстрого роста в этом регионе.

Обзор рынка силовых устройств GaN в США

На рынок GaN-устройств питания США пришлось 81% выручки Северной Америки в 2024 году, чему способствовало сильное проникновение электромобилей, центров обработки данных и беспроводной инфраструктуры. Рост внедрения транзисторов и ИС GaN для высокочастотных, высокоэффективных приложений является основным фактором. В США также наблюдается быстрый рост в системах возобновляемой энергии, где устройства GaN предлагают компактный размер и превосходные тепловые характеристики, что еще больше способствует расширению рынка.

Обзор европейского рынка силовых устройств GaN

Европейский рынок силовых устройств GaN, как ожидается, будет расти в заметном среднегодовом темпе в течение прогнозируемого периода, что обусловлено инициативами в области зеленой энергетики, строгими нормами выбросов и растущей тенденцией к электрической мобильности. Внедрение силовых устройств GaN набирает обороты в зарядке электромобилей, фотоэлектрических инверторах и промышленных источниках питания. Рост инвестиций в 5G и телекоммуникационную инфраструктуру также поддерживает рынок.

Обзор рынка силовых устройств GaN в Великобритании

Рынок силовых устройств GaN в Великобритании, как ожидается, будет расширяться с высокими среднегодовыми темпами роста, подкрепленными усилиями страны по лидерству в области чистой энергии и цифровой инфраструктуры. Растущий спрос на силовую электронику следующего поколения в аэрокосмической и оборонной промышленности, а также переход к электрифицированному транспорту ускоряют внедрение GaN. Стратегический акцент Великобритании на сокращении выбросов углерода поддерживает непрерывный рост рынка.  

Обзор рынка силовых устройств GaN в Германии

Ожидается, что рынок GaN-устройств питания в Германии значительно вырастет из-за его положения в качестве ключевого центра для автомобильных и промышленных инноваций. Высокий акцент на разработке электромобилей, стабильности сети и интеграции IoT стимулирует использование компонентов GaN в преобразователях мощности и системах быстрой зарядки. Кроме того, лидерство Германии в области автоматизации интеллектуальных заводов увеличивает спрос на компактные, высокоэффективные решения в области питания.  

Обзор рынка силовых устройств GaN в Азиатско-Тихоокеанском регионе

Ожидается, что рынок GaN-устройств питания в Азиатско-Тихоокеанском регионе зарегистрирует самый быстрый среднегодовой темп роста в 19,33% в период с 2025 по 2032 год из-за быстрой урбанизации, индустриализации и всплеска потребительской электроники. Такие страны, как Китай, Япония, Южная Корея и Индия, находятся на переднем крае производства полупроводников и активно инвестируют в электромобили, 5G и технологии искусственного интеллекта, для которых требуются решения на основе GaN.

Обзор рынка силовых устройств GaN в Японии

Японский рынок GaN-устройств питания неуклонно расширяется, что обусловлено фокусом страны на миниатюризации и энергосбережении. Устройства GaN все чаще используются в автомобильной электронике, бытовой технике и робототехнике. Благодаря высокотехнологичной производственной экосистеме и высокому спросу на компоненты с низкими потерями и высокой эффективностью Япония готова внести значительный вклад в региональный рост.  

Обзор рынка силовых устройств GaN в Китае

Китайский рынок GaN-устройств питания имел самую большую долю выручки в Азиатско-Тихоокеанском регионе в 2024 году, поддержанную крупными инвестициями в интеллектуальное производство, электромобильность и телекоммуникации. Агрессивное стремление Китая к развитию интеллектуальных городов в сочетании с мощной государственной поддержкой отечественной полупроводниковой промышленности ускоряет внедрение GaN. Присутствие крупных OEM- и ODM-производителей еще больше усиливает проникновение на рынок во всех секторах.

Доля рынка силовых GaN-устройств

В отрасли силовых устройств на основе GaN лидируют в основном известные компании, в том числе:

• Cree, Inc. (теперь Wolfspeed)(США)
• Infineon Technologies AG (Германия)
• Qorvo, Inc.(США)
• МАКОМ(США)
• Microsemi (часть Microchip Technology)(США)
• Mitsubishi Electric Corporation (Япония)
• Корпорация эффективного преобразования энергии (EPC) (США)
• Системы GaN (Канада)
• Navitas Semiconductor (США)
• Корпорация Toshiba Electronic Devices & Storage (Япония)
• Эксаган (Франция)
• VisIC Technologies(Израиль)
• Integra Technologies, Inc. (США)
• Transphorm Inc.(США)
• GaNpower(Китай)
• Analog Devices, Inc. (США)
• Корпорация Panasonic (Япония)
• Texas Instruments Incorporated (США)
• Амплеон(Нидерланды)
• Northrop Grumman(США)
• Dialog Semiconductor (часть Renesas) (Великобритания)

Последние разработки на мировом рынке силовых устройств GaN

• В апреле 2024 года компания Infineon Technologies AG выпустила новый портфель высокоэффективных силовых транзисторов GaN, предназначенных для повышения эффективности преобразования энергии в электромобилях и системах возобновляемой энергии. Эта инициатива подчеркивает фокус Infineon на продвижении решений в области устойчивой энергетики путем использования технологии GaN для снижения потерь энергии и улучшения терморегулирования в критически важных приложениях.
• В марте 2024 года компания Qorvo, Inc. представила свои устройства GaN RF следующего поколения, оптимизированные для инфраструктуры 5G, поддерживающие более высокие диапазоны частот и повышенную плотность мощности. Эта разработка отражает стремление Qorvo обеспечить более быстрые и надежные сети беспроводной связи по мере ускорения глобального внедрения 5G.
• В феврале 2024 года компания Navitas Semiconductor объявила о стратегическом сотрудничестве с ведущим производителем электромобилей с целью интеграции силовых ИС GaN в бортовые зарядные устройства и инверторы. Целью этого партнерства является сокращение времени зарядки и повышение эффективности транспортных средств, что способствует инновациям на рынке электромобилей.
• В январе 2024 года компания GaN Systems представила новый компактный модуль питания GaN, разработанный специально для потребительской электроники и приложений быстрой беспроводной зарядки. Малый форм-фактор и высокая эффективность модуля отвечают растущему спросу на легкие и портативные решения для зарядки.
• В январе 2024 года корпорация Mitsubishi Electric расширила свои производственные мощности GaN-устройств, инвестировав в новое производственное предприятие, ориентированное на подложки из карбида кремния (SiC). Это расширение призвано удовлетворить растущий спрос на высокопроизводительные силовые GaN-устройства в промышленном и автомобильном секторах.

SKU-43657