2019年全球GaN半导体器件市场规模为14.4亿美元,预计从2020年到2027年将以19.8%的复合年增长率(CAGR)增长。这一增长可归因于电力电子产品的低功耗和高效率的需求不断增长。氮化镓(GaN)基半导体具有高热传导、大电场、高饱和速度和高击穿电压等动态电学特性,是应用于各种开关器件的理想选择。这些半导体还有助于最大限度地减少开关和传导损失,从而提高电子系统的效率。制造商正专注于改进GaN技术。大多数技术进步是在2010年至2016年期间取得的。国际整流公司于2010年发布了第一台氮化镓动力装置。
此外,第一批6英寸GaN-on-Si epiwafer于2012年推出市场。一些行业参与者也专注于合作和战略伙伴关系,以提高GaN技术。例如,东芝公司开发了一种栅介电工艺技术,以减少GaN功率器件的阈值电压等特性的变化,并提高其可靠性。各种研究组织,如空军研究实验室、马克斯-普朗克- gesellschaft和亥姆霍兹协会都在强调GaN技术的发展。例如,空军研究实验室于2016年3月开发了短栅氮化镓(GaN)半导体技术。这项技术适用于开发应用于雷达、卫星通信,以及软件定义无线电,它们需要更宽的频率带宽。此外,研究机构正在向许多公司授予合同,以鼓励gan基半导体生产过程的发展。例如,2017年4月,美国空军研究实验室向雷神公司授予了一份价值1490万美元的合同,以加强其生产gan基半导体的工艺。
业内专家预计,氮化镓将取代硅,因为它具有低功耗和高效率的能力,使其成为制造电力电子器件的合适材料。此外,氮化镓基晶体管具有高热传导、大电场、高击穿电压和宽禁。晶体管具有高功率密度和开关频率的功能,与硅器件相比效率更高。在过去的几年里,基于GaN器件领域的发展使得GaN fet被用作电力电子系统(如蜂窝基站)的大功率器件。
氮化镓技术预计将见证医疗保健部门的巨大需求。医院正在使用装有氮化镓组件的机器人来进行精细的手术。磁共振成像(MRI)、超声图和小型x光机等扫描设备使用基于gan的半导体组件,因为它们具有精确的定位能力,有助于进行手术。此外,氮化镓有望在人工心脏泵、神经肌肉模拟器和需要充电的设备等医疗设备中取代硅。
持续的COVID-19大流行导致几个主要经济体实行封锁。这阻碍了电子产品的销售,也扰乱了供应链。此外,由于制造业单位关闭,许多经济体正在遭受巨大的收入损失。总体情况对2020年氮化镓(GaN)半导体器件的需求产生了不利影响。
2019年,光半导体部门主导了市场,收入份额超过35%。预计该细分市场在预测期内将有相当大的增长。这在很大程度上归因于光半导体在led、太阳能电池、光电二极管、激光器和光电子学等设备中的应用。汽车行业越来越多地在汽车灯、室内和室外照明以及脉冲驱动激光器中使用光半导体。这随后推动了光半导体在汽车和消费电子行业的采用。此外,光半导体也被广泛应用于光探测和测距(LiDAR)和脉冲激光,这预示着该领域的增长。
GaN射频器件领域预计将在预测期内实现较高的复合年增长率。该细分市场的增长可归因于氮化镓射频设备在消费电子和国防等各个领域的广泛应用中越来越多的使用,这些领域是市场上的早期采用者。这些装置也用于简易爆炸装置(ied),因为它们以适中的成本提供高性能。此外,高频GaN器件广泛应用于电动汽车的车载通信系统和车网通信系统。GaN射频器件的广泛应用预计将推动该领域的增长。
2019年,晶体管领域主导了市场,收入份额超过25%。近年来,支持4G技术的设备越来越多地采用,导致电信部门对用于基站的大功率gan晶体管的需求不断增加。与硅基晶体管相比,gan基晶体管效率更高,能在更高的功率密度和开关频率下工作。此外,在电动汽车和混合动力汽车的推进系统中,越来越多地采用场效应晶体管(FET)和绝缘栅双极晶体管(IGBT)等GaN晶体管,推动了该领域的增长。此外,NXP半导体等公司;Qorvo有限公司;和Cree, Inc.正专注于开发氮化镓基射频功率晶体管,预计在预测期内将增加gan基功率晶体管的采用。
由于基于gan的功率IC的使用越来越多,功率IC提供了高效导航、防撞和实时空中交通管制等功能,预计功率IC领域在预测期内将录得显著的复合年增长率。此外,该细分市场的增长是由富士通有限公司等公司的重点推动的;Qorvo有限公司;与东芝公司合作开发用于电信应用的功率集成电路。例如,2017年6月,Qorvo公司推出了下一代5G无线前端模块双通道IC-QPF4005,用于5G无线基站、终端和点对点通信等应用。2017年8月,东芝公司推出了栅极介电工艺技术,以减少功率ic的阈值电压等特性的变化,从而提高其可靠性。
2019年,4英寸细分市场以超过35%的市场份额主导市场。这是因为4英寸晶圆尺寸适中,便于大规模生产半导体器件。随着4英寸晶圆克服2英寸晶圆的限制,在半导体产品行业中得到广泛的应用,4英寸晶圆的应用正在迅速增加。此外,在大功率放大器、光电子设备、电信前端和高温设备中,对4英寸晶圆氮化镓器件的需求不断增长,正在推动该细分市场的增长。4英寸基板由于其抗辐射性能而适合空间通信应用,预计将成为影响市场增长的关键因素。
由于6英寸晶圆提供的均匀电压供应和精确电流控制等优势,预计在预测期内,6英寸细分市场将以显著的复合年增长率增长。它具有击穿电压高、漏电流小等优点,在国防设备和消费电子产品中有着广泛的应用。无线蜂窝基站的单片微波集成电路(MMIC)功率放大器和汽车防撞系统等商业应用的日益普及,预示着该细分市场的增长。
2019年,信息和通信技术(ICT)部门以超过20%的市场份额主导市场。细分市场的增长主要归因于物联网(IoT)技术的日益采用。物联网设备需要高效且具有成本效益的组件,以促进持续的信息交换。基于gan的半导体有望满足物联网产品正常运行的低功耗和高效率要求。此外,这些半导体广泛应用于分布式天线系统(DAS)、小型蜂窝和远程无线电头网络致密化。它们还用于数据中心、服务器、基站、传输线、卫星通信和基地收发站。
GaN设备在国防和航空航天领域的使用越来越多,这可以归因于通信、电子战和雷达等领域对带宽和性能可靠性的需求日益增长。雷达板中使用的ic集成了GaN,以实现高效导航,促进碰撞避免,并实现实时空中交通管制。此外,GaN半导体提供的较高工作频率使其适用于雷达通信、地面无线电和军事干扰机。在软件定义无线电放大器中越来越多地使用宽带GaN功率晶体管是导致该细分市场增长的主要因素。
2019年,北美以超过33%的市场份额主导市场。这一增长可归因于国防和航空航天部门在研发方面的投资不断增加。北美政府正在推动采用节能设备,并向在该地区经营的各种公司提供合同。例如,2015年3月,美国政府授予雷神综合防御系统公司一份价值5090万美元的合同,以加强GaN半导体制造。该地区的ICT行业已经越来越多地在射频设备中采用GaN半导体,这对市场增长来说是个好兆头。
亚太地区预计将在预测期内成为增长最快的市场,因为快速的技术进步导致对高效和高性能射频组件的需求增加。中国和日本等国家是最大的消费电子产品制造商,如LED显示设备、智能手机和游戏机。这是促进区域市场增长的关键因素。中国、印度和朝鲜等国不断增加的国防预算导致对强大通信设备的需求不断增长。此外,亚太地区无线电子设备使用的显著增加和电信基础设施的普及进一步推动了增长。
该行业的特点是存在占据重要市场份额的主导参与者。据观察,主要参与者选择战略伙伴关系、合作和并购,以获得制造gan基半导体的必要能力,并获得更高的市场份额。例如,2019年3月,Cree, Inc.完成了对GaN半导体器件制造商Advanced Technology Materials Corp.的收购。通过此次收购,该公司扩大了在中国的地理布局。
市场上的公司正在大力投资于研发活动,以取得GaN技术的进步。2013年11月,Transphorm, Inc.和Fujitsu Ltd.达成协议,整合其氮化镓动力器件业务。2014年,英飞凌收购了International Rectifier,以扩展其在gan基功率半导体生产方面的专业知识。氮化镓(GaN)半导体器件市场的一些突出参与者包括:
克里族有限公司
高效电力转换公司
富士通有限公司
氮化镓系统
英飞凌科技有限公司
NexGen电力系统
NXP半导体
Qorvo公司。
德州仪器公司
东芝公司
报告的属性 |
细节 |
2020年市场规模价值 |
16.5亿美元 |
2027年的收入预测 |
58.5亿美元 |
增长速度 |
从2020年到2027年,CAGR为19.8% |
估算基准年 |
2019 |
历史数据 |
2016 - 2018 |
预测期 |
2020 - 2027 |
量化单位 |
营收百万美元,销量千单位,2020 - 2027年复合年增长率 |
报告覆盖 |
收入和销量预测,公司排名,竞争格局,增长因素和趋势 |
部分覆盖 |
产品,组件,晶圆尺寸,最终用途,区域 |
区域范围 |
北美;欧洲;亚太地区;拉丁美洲;意味着 |
国家范围 |
美国;加拿大;英国;德国;中国;印度;日本;巴西 |
主要公司简介 |
克里,Inc .);高效电力转换公司;富士通有限公司;氮化镓系统;英飞凌科技;NexGen电力系统;NXP半导体;Qorvo有限公司;德州仪器公司;东芝公司 |
自定义范围 |
购买后免费定制报告(相当于最多8个分析师工作日)。增加或变更国家、地区、部门范围。 |
定价和购买选项 |
利用定制的购买选项,以满足您的确切研究需求。探索购买选择 |
本报告预测了全球、区域和国家层面的收入增长,并分析了2016年至2027年每个细分领域的最新行业趋势。在这项研究中,Grand View Research根据产品、组件、晶圆尺寸、最终用途和地区对全球GaN半导体器件市场报告进行了细分:
产品展望(数量,千单位;收入,百万美元,2016 - 2027)
GaN射频器件
光电半导体
功率半导体
组件展望(收入,百万美元,2016 - 2027)
晶体管
二极管
整流器
功率集成电路
其他人
晶圆尺寸展望(收入,百万美元,2016 - 2027)
2英寸
4英寸
6英寸
8英寸
最终用途展望(收入,百万美元,2016 - 2027)
汽车
消费电子产品
国防与航空航天
医疗保健
信息与通信技术
工业与电力
其他人
区域展望(收入,百万美元,2016 - 2027)
北美
美国
加拿大
欧洲
英国
德国
亚太地区
印度
中国
日本
拉丁美洲
巴西
中东和非洲
b。据估计,2019年全球GaN半导体器件市场规模为14亿美元,预计2020年将达到17亿美元。
b。全球GaN半导体器件市场预计从2020年到2027年将以19.8%的复合年增长率增长,到2027年将达到58.5亿美元。
b。北美在2019年以33.5%的份额主导了GaN半导体器件市场。这是由于国防和航空航天工业在研发方面的投资不断增加,是该地区市场增长的主要驱动力。
b。在GaN半导体器件市场上运营的一些主要参与者包括NXP半导体n.v.、GaN系统公司、高效功率转换公司、东芝公司、Qorvo公司、Cree公司、富士通公司和德州仪器公司等。
b。推动GaN半导体器件市场增长的关键因素包括对功耗更低且节能的电力电子产品的加速需求。