2024 年至 2031 年 GaN 半导体器件市场按类型（功率半导体、光电半导体）、器件类型（晶体管、二极管）、应用（电力电子、射频器件）和地区划分

GaN 半导体器件市场估值 – 2024-2031

智能手机和笔记本电脑等设备中高性能电力电子和 RF（射频）组件的使用增加，推动了 GaN 半导体器件的采用。与传统的硅基器件相比，GaN 器件具有更高的效率、更快的开关速度和更高的热导率，推动市场规模超过 2024 年的 34.5 亿美元，到 2031 年达到约 105.4 亿美元。

除此之外，电动汽车动力系统和可再生能源系统中的采用率不断提高，也刺激了 GaN 半导体器件的采用。持续的研究和开发活动增强了 GaN 器件的功能并降低了成本，推动市场以2024 年至 2031 年的复合年增长率 16.53% 增长。

GaN 半导体器件市场：定义/概述

GaN（氮化镓）半导体器件是由宽带隙材料氮化镓制成的电子元件。与硅相比，GaN 具有更优异的电气性能，例如更高的击穿电压、更高的热导率和更快的开关速度。这些特性使 GaN 器件具有极高的效率，并且能够在更高的电压、频率和温度下工作。

GaN 半导体器件广泛应用于各个领域。在消费电子产品中，由于其效率高、体积小，因此可用于电源充电器和适配器。在电信领域，它们是 5G 基础设施和卫星通信系统不可或缺的一部分，可用于高频和高功率应用。GaN 器件在汽车行业中也占有重要地位，用于电动汽车动力系统和充电系统，在可再生能源领域，用于太阳能逆变器和风力涡轮机的高效功率转换。此外，它们还可用于工业系统、军事和航空航天领域的雷达和电子战系统。

对节能电力电子日益增长的需求将如何推动 GaN 半导体器件的采用？

对节能电力电子日益增长的需求正在推动 GaN 半导体器件市场的发展。根据美国能源部的数据，与硅替代品相比，基于 GaN 的电力设备可将能量损失减少高达 50%。欧盟委员会报告称，2020 年至 2023 年间，电力电子中 GaN 的采用率增长了 35%。这一趋势是由包括消费电子和汽车在内的各种应用对更高效率的需求推动的。2024 年 2 月，英飞凌科技宣布投资 10 亿美元扩大其 GaN 产能。同样，德州仪器 (Texas Instruments) 于 2024 年 4 月推出了一系列基于 GaN 的电源管理 IC，瞄准电动汽车市场。

5G 基础设施的扩展正在推动对 GaN RF 设备的需求。全球移动供应商协会 (Global Mobile Suppliers Association) 报告称，2023 年部署的 5G 基站中 60% 使用基于 GaN 的 RF 功率放大器。美国联邦通信委员会 (US Federal Communications Commission) 指出，从 2021 年到 2023 年，用于无线基础设施的 GaN RF 设备出货量将增长 40%。这一增长是由 GaN 在高频应用中的卓越性能推动的。2024 年 3 月，Qorvo 推出了一系列适用于 5G mmWave 应用的全新 GaN-on-SiC RF 解决方案。NXP Semiconductors 于 2024 年 5 月与一家领先的电信设备制造商合作，开发下一代基于 GaN 的 5G 大规模 MIMO 系统。

汽车行业向电动汽车和自动驾驶汽车的转变正在推动 GaN 的采用。美国运输部预测，到2025年，30%的电动汽车将使用GaN器件。欧洲汽车制造商协会的一份报告显示，从2022年到2024年，电动汽车中基于GaN的电力电子设备将增加55%。这一趋势是由GaN提高功率转换效率和减小整体系统尺寸的能力所驱动的。2024年1月，安森美半导体推出了用于电动汽车车载充电器和DC-DC转换器的全面GaN解决方案。Navitas Semiconductor于2024年6月宣布与一家大型汽车制造商建立战略合作伙伴关系，为下一代电动汽车开发基于GaN的动力系统。

GaN半导体器件供应链有限会抑制其市场增长吗？

与硅相比，GaN半导体器件市场受到供应链不太成熟的阻碍。GaN材料和组件的可用性有限，导致潜在的供应限制和更高的成本。供应链的不成熟会导致交货时间延长和可用性问题，从而影响生产计划和可扩展性。

将 GaN 器件与现有的硅基系统集成可能非常复杂且成本高昂。材料特性和性能特征的显著差异需要大量的重新设计和调整工作。这种复杂性增加了实施的时间和成本，使得公司难以无缝过渡到 GaN 技术。

GaN 面临着另一种宽带隙材料碳化硅 (SiC) 的激烈竞争。SiC 器件在高功率应用中已经很成熟，并具有更高的热导率和坚固性等优势。这种竞争可能会限制 GaN 器件的增长潜力，尤其是在 SiC 占据强大立足点的市场。

尽管 GaN 器件性能卓越，但对于市场而言相对较新，因此采用时需谨慎。潜在用户可能会在没有经过广泛验证和可靠性证明的情况下犹豫不决，从而导致市场渗透率放缓，因为行业需要时间来测试和信任 GaN 器件的性能。

按类别划分的敏锐度

功率半导体采用率的上升会推动 GaN 半导体器件市场的发展吗？

功率半导体正在成为 GaN 半导体器件市场的主导部分。根据美国能源部的数据，2023 年基于 GaN 的功率器件占整个 GaN 半导体市场的 45%。欧洲电力电子协会报告称，从 2021 年到 2024 年，GaN 功率半导体的采用率同比增长 38%。这种主导地位是由各种应用对高效电源转换的需求不断增长所驱动的。2024 年 2 月，英飞凌科技宣布其 GaN 功率半导体收入在过去两年中翻了一番。德州仪器 (Texas Instruments) 于 2024 年 4 月推出了一系列新的 650V GaN 功率级，面向数据中心和工业应用。

电动汽车 (EV) 领域是 GaN 功率半导体占据主导地位的关键驱动因素。美国环境保护署报告称，2023 年售出的新电动汽车中 30% 使用了 GaN 功率器件，高于 2021 年的 15%。中国工业和信息化部指出，从 2022 年到 2024 年，电动汽车中 GaN 功率半导体的使用量将增加 50%。这一趋势得益于 GaN 提高功率转换效率和减小整体系统尺寸的能力。2024 年 3 月，安森美半导体推出了专为电动汽车牵引逆变器设计的 900V GaN 功率模块。 2024 年 5 月，Navitas Semiconductor 与一家领先的电动汽车制造商合作开发下一代基于 GaN 的车载充电器。

可再生能源领域也为 GaN 功率半导体的主导地位做出了贡献。国际能源署报告称，基于 GaN 的太阳能逆变器的市场份额从 2020 年的 10% 上升到 2023 年的 25%。美国国家可再生能源实验室预测，到 2025 年，GaN 功率器件可将太阳能逆变器的效率提高 3%。这一增长是由可再生能源系统对更高效率和功率密度的需求推动的。2024 年 1 月，GaN Systems 推出了一系列针对太阳能和风能应用优化的新型功率晶体管。 Transphorm 于 2024 年 6 月宣布其 GaN 功率器件成功部署在大型储能项目中，展示了更高的转换效率和可靠性。

哪些因素促成了 GaN 半导体器件市场中电力电子细分市场的主导地位？

电力电子已成为 GaN 半导体器件市场的主导应用。根据美国能源部的数据，2023 年基于 GaN 的电力电子占整个 GaN 半导体市场的 55%。欧洲电力电子协会报告称，从 2021 年到 2024 年，GaN 电力电子采用率同比增长 42%。这种主导地位是由各行各业对高效电源转换的需求不断增长所推动的。2024 年 2 月，英飞凌科技宣布其 GaN 电力电子收入在过去三年中增长了两倍。德州仪器 (Texas Instruments) 于 2024 年 4 月推出了一系列基于 GaN 的电源管理 IC，面向消费电子和工业应用。

电动汽车 (EV) 领域是 GaN 电力电子占据主导地位的关键驱动因素。美国环境保护署报告称，2023 年售出的新电动汽车中 40% 使用 GaN 电力电子，高于 2021 年的 20%。中国工业和信息化部指出，从 2022 年到 2024 年，电动汽车中 GaN 电力电子的使用量将增加 60%。这一趋势的推动力是 GaN 能够提高功率转换效率并减小电动汽车动力系统的整体系统尺寸。2024 年 3 月，安森美半导体推出了用于电动汽车牵引逆变器和车载充电器的全面 GaN 电力电子解决方案。 2024 年 5 月，Navitas Semiconductor 与一家领先的电动汽车制造商合作，开发用于电动汽车的下一代基于 GaN 的电力电子系统。

可再生能源领域也为 GaN 电力电子的主导地位做出了贡献。国际能源署报告称，基于 GaN 的太阳能逆变器的市场份额从 2020 年的 12% 上升到 2023 年的 30%。美国国家可再生能源实验室预测，到 2025 年，GaN 电力电子可将太阳能系统的整体效率提高 5%。这一增长是由可再生能源系统对更高效率和功率密度的需求推动的。2024 年 1 月，GaN Systems 推出了一系列针对太阳能和风能应用优化的新型电源模块。 Transphorm 于 2024 年 6 月宣布其 GaN 电力电子器件成功部署在大型并网储能项目中，展示了更高的转换效率和可靠性。

了解 GaN 半导体器件市场报告方法

按国家/地区划分的敏锐度

工业化进程加快是否会促进亚太地区对 GaN 半导体器件的采用？

亚太地区已成为 GaN 半导体器件市场的主导者。根据中国工业和信息化部的数据，该国的 GaN 器件产量从 2021 年到 2023 年增长了 45%。日本经济产业省报告称，2020 年至 2024 年期间 GaN 半导体出口增长了 38%。这种主导地位是由政府的大力支持和强大的电子制造生态系统推动的。2024 年 2 月，台湾半导体制造公司 (TSMC) 宣布投资 20 亿美元扩大其 GaN 制造能力。韩国三星电子于 2024 年 4 月推出了一条新的基于 GaN 的功率器件生产线，瞄准消费电子和汽车市场。

5G 技术在亚太地区的快速采用正在推动对 GaN RF 器件的需求。中国国家统计局报告称，到 2023 年，该国部署的 5G 基站中 70% 将使用基于 GaN 的射频功率放大器。印度电信部指出，从 2022 年到 2024 年，用于无线基础设施的 GaN RF 器件进口量将增加 55%。这一增长是由 GaN 在高频应用中的卓越性能推动的。2024 年 3 月，住友电气工业推出了一系列用于 5G mmWave 应用的 GaN-on-SiC RF 解决方案。三菱电机于 2024 年 5 月与一家领先的中国电信设备制造商合作，开发下一代基于 GaN 的 5G 大规模 MIMO 系统。

北美对高功率和高频应用的需求不断增长会推动 GaN 半导体器件市场增长吗？

北美的 GaN 半导体器件市场正在经历快速增长，这得益于对高功率和高频应用的需求不断增长。该地区强大的技术基础设施和主要行业参与者的强大影响力为其市场主导地位做出了贡献。汽车和电信行业尤其推动了这一增长，因为 GaN 设备在电动汽车和 5G 网络中提供了卓越的性能。

根据美国能源部的数据，基于 GaN 的电力电子技术可以在各种应用中将能量损失降低高达 50%。美国政府已在 2023 年为 GaN 研发拨款 1700 万美元。市场分析师预测，到 2026 年，北美 GaN 半导体器件市场将达到 12 亿美元，2021 年至 2026 年的复合年增长率 (CAGR) 为 22.4%。

主要参与者的最新发展凸显了市场的活力。2024 年 3 月，Wolfspeed 宣布投资 65 亿美元在北卡罗来纳州建立新的 GaN 制造工厂。另一家主要参与者 Qorvo 在其 2024 年第二季度财报电话会议上报告称，GaN 相关收入同比增长 35%。这些进步凸显了该地区致力于保持其在 GaN 半导体技术领域的领导地位。

竞争格局

GaN 半导体器件市场是一个充满活力且竞争激烈的领域，其特点是各种参与者都在争夺市场份额。这些参与者正在通过采取合作、合并、收购和政治支持等战略计划来巩固自己的地位。

这些组织正专注于创新其产品线，以服务于不同地区的广大民众。 GaN 半导体器件市场的一些知名参与者包括：

• Cree, Inc. (Wolfspeed)
• Infineon Technologies AG
• Qorvo, Inc.
• NXP Semiconductors NV
• MACOM Technology Solutions Holdings, Inc.
• Efficient Power Conversion (EPC) Corporation
• Texas Instruments Incorporated
• STMicroelectronics NV
• GaN Systems, Inc.
• Analog Devices, Inc.
• Transphorm, Inc.
• Mitsubishi Electric Corporation
• Sumitomo Electric Device Innovations, Inc.
• VisIC Technologies Ltd.
• Navitas Semiconductor Inc.
• Exagan SAS
• Ampleon Dutch BV
• NexGen Power Systems
• Panasonic Corporation
• Microsemi Corporation（Microchip Technology, Inc.）

最新动态

• 2024 年 1 月，英飞凌科技宣布推出新一代基于 GaN 的功率晶体管，专为电动汽车的高效功率转换而设计，有望将能量损失减少高达 30%。
• 2024 年 3 月，Cree Inc. 推出了一款突破性的 GaN-on-SiC 射频放大器，可为 5G 基础设施提供增强的性能，与之前的型号相比，功率密度提高了 50%。

报告范围

GaN 半导体器件市场，按类别划分

类型：

• 功率半导体
• 光电半导体

设备类型：

• 晶体管
• 二极管

应用：

• 电力电子
• 射频设备
• 汽车

地区：

• 北美
• 欧洲
• 亚太地区
• 南美
• 中东和非洲

分析师的看法

总之，GaN 半导体设备市场在未来几年将实现显着增长。节能电力电子需求的不断增长、基于 GaN 的射频设备在电信基础设施中的普及以及 GaN 在汽车应用中的广泛应用等因素正在推动市场向前发展。此外，GaN制造工艺的持续技术进步和创新预计将进一步推动市场增长。市场研究预计市场规模和机会将强劲扩张，为整个价值链上的行业参与者带来丰厚的前景。

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