GaN Semiconductor Devices Market

Globaler Marktüberblick für GaN-Halbleiterbauelemente

pDer Markt für GaN-Halbleiterbauelemente wurde im Jahr 2023 auf 10.998,5 Millionen USD geschätzt. Die Branche der GaN-Halbleiterbauelemente soll von 13.253,19 Millionen USD im Jahr 2024 auf 60.234,2 Millionen USD im Jahr 2032 wachsen und im Prognosezeitraum (2024–2032) eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) von 20,83 % aufweisen.

Galliumnitrid (GaN) ist ein binärer III/V-Halbleiter mit direkter Bandlücke, der sich gut für Hochleistungstransistoren eignet, die bei hohen Temperaturen betrieben werden können. Es ist ein sehr harter, mechanisch stabiler Halbleiter mit großer Bandlücke, der siliziumbasierte Bauelemente in Bezug auf Durchschlagfestigkeit, Schaltgeschwindigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Einschaltwiderstand deutlich übertrifft. GaN setzt sich aufgrund seiner besseren Eigenschaften als Siliziumbauelemente, beispielsweise der hervorragenden Hochfrequenzeigenschaften, zunehmend durch. Angesichts des steigenden weltweiten Energiebedarfs trägt die Umstellung auf GaN-Technologie dazu bei, den Bedarf zu decken und gleichzeitig die CO2-Emissionen zu minimieren. GaN-Design und -Integration ermöglichen nachweislich Leistungshalbleiter der nächsten Generation mit einem zehnmal geringeren CO2-Fußabdruck als ältere, langsamere Siliziumchips.

Quelle: Sekundärforschung, Primärforschung, MRFR-Datenbank und Analystenbewertung

Marktchancen für GaN-Halbleiterbauelemente

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• Anwendungen in Elektro- und Hybridfahrzeugen

pDer Markt für GaN-Halbleiterbauelemente wird sich aufgrund der zunehmenden Nutzung von Elektro- und Hybridfahrzeugen voraussichtlich in Zukunft weiterentwickeln. Als Elektroauto bezeichnet man ein Fahrzeug mit einem Elektromotor, der von einer extern aufladbaren Batterie angetrieben wird. Elektrofahrzeuge verwenden hocheffiziente Leistungstransistoren und integrierte Schaltkreise aus Galliumnitrid-Halbleitern. GaN-Halbleiterbauelemente bieten gegenüber Silizium mehrere Vorteile, darunter eine dreifach größere Bandlücke und eine zehnfach höhere elektrische Durchbruchfeldstärke bei Anwendungen in Elektrofahrzeugen.

So berichtete beispielsweise die Energy Information Administration (EIA), eine US-amerikanische Regierungsbehörde, die mit der Erfassung, Analyse und Verbreitung von Energieinformationen beauftragt ist, im Oktober 2021, dass im Jahr 2020 weltweit 1,31 Milliarden leichte Nutzfahrzeuge (LDVs) im Einsatz waren und dass bis 2050 mit 2,21 Milliarden LDVs gerechnet wird. Ebenso wird erwartet, dass die Zahl der Elektroautos (EVs) oder aller LDVs mit Ladeanschluss von 0,7 % der weltweiten LDV-Flotte im Jahr 2020 auf 31 % im Jahr 2050 oder 672 Millionen Fahrzeuge steigen wird. Infolgedessen wird der Markt für GaN-Halbleiterbauelemente durch die zunehmende Nutzung von Elektro- und Hybridfahrzeugen angetrieben.

Einblicke in das Komponentensegment des Marktes für GaN-Halbleiterbauelemente:

h3GaN-Halbleiterbauelemente – Geräteeinblicke pBasierend auf dem Gerät umfasst die Marktsegmentierung für GaN-Halbleiterbauelemente Transistoren, Dioden, Gleichrichter, Leistungs-ICs, Versorgung und Wechselrichter, Verstärker, Beleuchtung und Laser, Schaltsysteme und Sonstiges. Das Transistorsegment hielt im Jahr 2022 den größten Anteil und trug rund 28,0 % zum Marktumsatz bei. Das Marktsegment Transistoren hatte den höchsten Marktanteil. Leistungstransistoren auf Galliumnitridbasis sind aufgrund der steigenden Nachfrage nach Leistungstransistoren für Telekommunikationsbasisstationen, insbesondere im aufstrebenden Markt mit 4G-Technologie, beliebter geworden. Der beträchtliche Marktanteil des Transistorsegments wurde durch die Abkehr von herkömmlichen Transistoren auf Siliziumbasis beeinflusst, die effizienter sind und hohe Leistungs- und Frequenzanforderungen bewältigen können.

Vertikale Einblicke in GaN-Halbleiterbauelemente

pBasierend auf der Vertikalen umfasst die Marktsegmentierung für GaN-Halbleiterbauelemente Automobil, Industrie, Verteidigung Luft- und Raumfahrt, Unterhaltungselektronik, Telekommunikation, Medizin und Sonstiges. Das Segment Unterhaltungselektronik hielt im Jahr 2022 den größten Anteil und trug rund 25,9 % zum Marktumsatz bei. GaN-Halbleiterbauelemente halten langsam aber sicher ihren Weg in verschiedene Produktkategorien für Verbraucher wie Laptops, Displays, Mobilgeräte usw. und beschleunigen so das Umsatzwachstum. Aufgrund der Beliebtheit von heller Beleuchtung und effektiver Leistungsumwandlung und -schaltung in Verbrauchersegmenten wird in vielen Sektoren dieser Branche eine enorme Nachfrage nach GaN-Optohalbleitern und Leistungshalbleitern erwartet.

Quelle: Sekundärforschung, Primärforschung, MRFR-Datenbank und Analystenbewertung

Einblicke in die Wafergröße von GaN-Halbleitern

pBasierend auf der Wafergröße umfasst die Marktsegmentierung für GaN-Halbleiter 2 Zoll, 4 Zoll, 6 Zoll und über 6 Zoll. Nach Wafergröße hält das 4-Zoll-Segment im Jahr 2022 mit 33,4 % den größten Marktanteil. Die Kategorie der 4-Zoll-Wafer hielt im Prognosezeitraum den größten Marktanteil. Dieses Wachstum resultiert aus einem steigenden Bedarf an optoelektronischen Geräten, Telekommunikations-Frontends, Hochleistungsverstärkern und Hochtemperaturgeräten. Die Vielseitigkeit eines 4-Zoll-Substrats für Anwendungen in der Weltraumkommunikation dürfte ebenfalls das Wachstum vorantreiben.

Einblicke in GaN-Halbleiterbauelemente-Typen

pBasierend auf dem Typ umfasst die Marktsegmentierung für GaN-Halbleiterbauelemente Leistungshalbleiter, HF-Halbleiter und Optohalbleiter. Nach Typ hält das Segment Optohalbleiter im Jahr 2022 mit 35,7 % den größten Marktanteil. Das Segment der Optohalbleiter machte den größten Marktanteil aus. Dieser Markt wird hauptsächlich durch die wachsende Nachfrage nach mehr Effizienz in der Unterhaltungselektronik, einschließlich LEDs, Computern, tragbaren elektronischen Geräten und industriellen Anwendungen, angetrieben. Darüber hinaus gewinnt es in Sektoren wie dem Gesundheitswesen und der Automobilindustrie an Bekanntheit. Die steigende Nachfrage nach LED-Anzeigetafeln und Head-up-Displays ist ein wesentlicher Treiber für die Expansion dieses Marktes.

Abbildung 2: Markt für GaN-Halbleiterbauelemente nach Typ, 2022 und 2032 (Mio. USD)

Quelle: Sekundärforschung, Primärforschung, MRFR-Datenbank und Analystenbewertung

Regionale Einblicke in GaN-Halbleiterbauelemente

pNach Regionen gegliedert bietet die Studie Markteinblicke für Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Nahen Osten und Afrika sowie Südamerika. Gemessen am Umsatz hielt der asiatisch-pazifische Raum im Jahr 2022 mit 46,9 % den größten Anteil am Markt für GaN-Halbleiterbauelemente und wird seine dominierende Stellung im Prognosezeitraum voraussichtlich beibehalten. Die Präsenz wichtiger Akteure und der Fokus auf die Entwicklung der Infrastruktur in der Region tragen zum Marktwachstum bei. Der asiatisch-pazifische Markt für GaN-Halbleiterbauelemente wird im Prognosezeitraum voraussichtlich deutlich wachsen. Aufgrund des zunehmenden technologischen Fortschritts und der daraus resultierenden Nachfrage nach effektiven und leistungsstarken HF-Komponenten wird erwartet, dass die Industrie im asiatisch-pazifischen Raum im Prognosezeitraum das schnellste Wachstum aller regionalen Märkte verzeichnet. Länder wie China und Japan gehören zu den führenden Herstellern von Unterhaltungselektronik in der Region, darunter LED-Anzeigegeräte, Mobiltelefone und Spielkonsolen. Dies treibt das Wachstum des lokalen Marktes erheblich voran. Darüber hinaus

Im Juni 2022 em- gab Tata Steel Limited („Tata Steel“) bekannt, dass Tata Steel Long Products Limited („TSLP“), eine Tochtergesellschaft von Tata Steel, die Übernahme von 93,71 % an Neelachal Ispat Nigam Limited („NINL“) mit einer Jahreskapazität von 1 Million Tonnen von MMTC Ltd., NMDC Ltd., MECON Ltd., Bharat Heavy Electricals Ltd., Industrial Promotion and Investment Corporation of Odisha Ltd., Odisha Mining Corporation Ltd., President of India, Regierung von Odisha abgeschlossen hat.

Abbildung 3: MARKTGRÖSSE FÜR GAN-HALBLEITERBAUELEMENTE NACH REGION 2022 2032

Quelle: Sekundärforschung, Primärforschung, MRFR-Datenbank und Analystenbewertung

Die wichtigsten im Marktbericht untersuchten Länder sind die USA, Kanada, Deutschland, Frankreich, Großbritannien, Italien, Spanien, China, Japan, Indien, Australien, Südkorea und Brasilien.

Nordamerika ist der zweitgrößte Markt in der Region. Es wird erwartet, dass Nordamerika den Markt für GaN-Halbleiterbauelemente im Prognosezeitraum dominieren wird, da dort hohe Ausgaben für Galliumnitrid-Halbleitertechnologien getätigt werden und in der Region in mehreren Geschäftsbereichen hochentwickelte Elektronik weit verbreitet ist. Regierungsinitiativen zur Entwicklung von GaN-basierten Leistungshalbleitern dürften das Interesse an MBE-Systemen in Nordamerika steigern.

In Europa wird im Prognosezeitraum das schnellste Wachstum des Marktes für GaN-Halbleiter erwartet, da die Nachfrage nach Halbleitern seitens des Militärs, des Rettungsdienstes sowie der Offshore-Öl- und Gasförderung steigt. Darüber hinaus treiben die Luft- und Raumfahrtindustrie und mehrere namhafte Unternehmen die Expansion des dortigen Marktes für GaN-Halbleiter voran. Der wachsende Markt für Unterhaltungselektronik beeinflusst ebenfalls die GaN-Halbleiterindustrie der Region.

Im Rest der Welt wird der Markt für GaN-Halbleiter im Prognosezeitraum voraussichtlich erheblich wachsen, und zwar aufgrund erheblicher Investitionen in Galliumnitrid-Halbleitertechnologien und der umfassenden Verwendung moderner Elektronik in den verschiedenen Sektoren der Region.

Wichtige Marktteilnehmer für GaN-Halbleiter Wettbewerbseinblicke

pDer Markt für GaN-Halbleiterbauelemente ist aufgrund seiner starken Präsenz in verschiedenen Typen und Regionen hart umkämpft und wird von etablierten, reinen Anbietern dominiert. Diese Anbieter verfügen über eine robuste geografische Präsenz und ein Partner-Ökosystem, um verschiedene Kundensegmente zu bedienen. Der Markt für GaN-Halbleiterbauelemente ist hart umkämpft, da viele Anbieter ähnliche Produkte und Dienstleistungen anbieten.

Zu den wichtigsten Akteuren auf dem Markt zählen Fujitsu Ltd., Panasonic Corporation, Texas Instruments, Osram Opto-Semiconductors, Cree Incorporate, Toshiba, AixtronSE, Infineon Technologies, ROHM Company Limited, NXP Semiconductors, KoninklijkePhilips N.V. und andere. Philips ist ein führender Innovator in der Halbleiterindustrie und entwickelt ständig neue GaN-basierte Technologien. So kündigte Philips beispielsweise 2022 die Entwicklung eines neuen GaN-Leistungstransistors an, der als der effizienteste der Welt gilt. Philips bietet verschiedene GaN-basierte Produkte an, darunter Leistungstransistoren, HF-Verstärker und LEDs. Damit kann Philips die Bedürfnisse eines breiten Kundenspektrums erfüllen, von Herstellern von Unterhaltungselektronik bis hin zu industriellen Stromverbrauchern.Zu den wichtigsten Unternehmen im Markt für GaN-Halbleiterbauelemente gehören

• Fujitsu Ltd.
• Panasonic Corporation
• Texas Instruments
• Osram Opto-Semiconductors
• Cree Integrieren
• Toshiba
• AixtronSE
• Infineon Technologies
• ROHM Company Limited
• NXP Semiconductors
• KoninklijkePhilips N.V.
• Qorvo
• Efficient Power Conversion Corporation
• Taiwan Semiconductor Manufacturing Company
• Intel Corporation
• GLOBALFOUNDRIES
• Semiconductor Manufacturing International Corp.

h3Entwicklungen in der GaN-Halbleiterbranche pApril 2024: Weltrend Semiconductor und das GaN-Unternehmen Transphorm haben zwei neue GaN-System-in-Packages (SiPs) veröffentlicht, die speziell für leistungsstarke, flache USB-C-Netzteile entwickelt wurden, die mit Geräten wie Smartphones, Tablets, Laptops, Kopfhörern, Drohnen, Lautsprechern oder Kameras verwendet werden können. Zusammen mit dem im letzten Jahr vorgestellten Flaggschiff-GaN-SiP von Weltrend stellen diese neuartigen Geräte die erste SiP-Produktfamilie auf Basis der SuperGaN-Plattform dar.

September 2023: Gallium Semiconductor hat einen vorab angepassten diskreten GaN-auf-SiC-HEMT (High Electron Mobility Transistor, High Electron Mobility Transistor) mit 2,4–2,5 GHz und 300 W auf den Markt gebracht – den ISM-CW-Verstärker GTH2e-2425300P, der für ein breites Spektrum industrieller, wissenschaftlicher und medizinischer Anwendungen konzipiert ist; einschließlich, aber nicht beschränkt auf Halbleiterplasmaquellen sowie Geräte zur chemischen Gasphasenabscheidung (MPCVD) mit Mikrowellenplasma zur Herstellung synthetischer Diamanten. Bislang gab es so etwas wie eine Effizienz auf diesem Niveau bei der HF-Leistung nicht! Er arbeitet im Frequenzbereich von 2,4 GHz bis 2,5 GHz und wird von einer Versorgungsspannung von 50 V gespeist. Damit erreicht er einen Wirkungsgrad, der alle bekannten Maßstäbe für die HF-Leistung auf den Kopf stellt. Dieser HEMT verkörpert alles, wofür sie stehen – das Engagement für die Verbesserung der Hochfrequenzleistung mit Produkten wie diesem, die Spitzenwirkungsgrade von über fünfundsiebzig Prozent im Pulsbetrieb mal zehn Mikrosekunden Arbeitszyklen von hundert Prozent erreichen.

ROHM Co Ltd., ein japanischer Hersteller von Leistungshalbleitern, kündigte im August 2023 die Entwicklung von EcoGaN-Leistungsstufen-ICs der Serie BM3G0xxMUV-LB mit integriertem Gate-Treiber an, der für Primärstromversorgungen in Industrie- und Verbraucheranwendungen, darunter unter anderem Datenserver, optimiert ist. Der Verbraucher- und Industriesektor fordert zunehmend höhere Energieeinsparungen im Einklang mit den weltweiten Nachhaltigkeitszielen; die Miniaturisierung bei gleichzeitiger Verbesserung der Effizienz sollte jedoch nicht auf Kosten der Zuverlässigkeit gehen. Daher erfordert die Handhabung des Gates von GaN-HEMTs im Vergleich zu Silizium-MOSFETs besondere Aufmerksamkeit, was einen dedizierten Gate-Treiber erfordert.

April 2022: Während des Nationalen Öl- und Gasforums in Moskau gab TMK bekannt, dass es sich auf die Einführung neuer Stahlsorten für Rohre konzentriert, die zum unterirdischen Einspeisen von Kohlendioxid zum Korrosionsschutz und zur Erhöhung der Betriebszuverlässigkeit in der FE-Einrichtung von TMK verwendet werden.

April 2022: TMK gab die Übernahme von Chelpipe bekannt. Die Akquisition umfasst Produktions-, Vertriebs- und Serviceanlagen, Schrottsammel- und -verarbeitungsanlagen sowie weitere Anlagen, die für den Betrieb der Hauptpipelinesysteme von Chelpipe erforderlich sind.

Marktsegmentierung für GaN-Halbleiterbauelemente

h3Ausblick für GaN-Halbleiterbauelemente ul

• Transistor

• Diode

• Gleichrichter

• Leistungs-IC

• Stromversorgung und Wechselrichter

• Verstärker

• Beleuchtung und Laser

• Schalttechnik Systeme

• Andere

h3Vertikaler Ausblick für GaN-Halbleitergeräte ul

• Automobil

• Industriell

• Verteidigung Luft- und Raumfahrt

• Unterhaltungselektronik

• Telekommunikation

• Medizin

• Andere

h3Ausblick auf die Wafergröße von GaN-Halbleiterbauelementen ul

• 2 Zoll

• 4 Zoll

• 6 Zoll

• Mehr als 6 Zoll

h3GaN-Halbleitergerätetyp-Ausblick ul

• Leistungshalbleiter

• RF Halbleiter

• Opto-Halbleiter

h3Regionaler Ausblick für GaN-Halbleitergeräte ul

• Nordamerika
  • USA
  • Kanada

• Europa
  • Großbritannien
  • Deutschland
  • Frankreich
  • Italien
  • Spanien
  • Rest von Europa

• Asien-Pazifik
  • China
  • Japan
  • Indien
  • Australien
  • Südkorea
  • Restlicher Asien-Pazifik-Raum

• REIHE
  • Lateinamerika
  • Naher Osten Afrika