Markt für GaN-Halbleiterbauelemente nach Typ (Leistungshalbleiter, optoelektronische Halbleiter), Gerätetyp (Transistor, Dioden), Anwendung (Leistungselektronik, HF-Geräte) und Region für 2024–2031

Marktbewertung von GaN-Halbleiterbauelementen – 2024–2031

Die zunehmende Verwendung in Hochleistungselektronik und HF-Komponenten (Hochfrequenz) für Geräte wie Smartphones und Laptops treibt die Einführung von GaN-Halbleiterbauelementen voran. GaN-Bauelemente bieten im Vergleich zu herkömmlichen siliziumbasierten Bauelementen eine höhere Effizienz, schnellere Schaltgeschwindigkeiten und eine höhere Wärmeleitfähigkeit, wodurch der Markt im Jahr 2024 einen Wert von 3,45 Milliarden USD überschreiten und bis 2031 einen Wert von rund 10,54 Milliarden USD erreichen wird.

Darüber hinaus treibt die zunehmende Einführung in Antriebssträngen von Elektrofahrzeugen und erneuerbaren Energiesystemen die Einführung von GaN-Halbleiterbauelementen voran. Laufende Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten, die zu verbesserten GaN-Gerätefunktionen und reduzierten Kosten führen, ermöglichen dem Markt ein CAGR von 16,53 % von 2024 bis 2031.

Markt für GaN-HalbleitergeräteDefinition/Überblick

GaN-Halbleitergeräte (Galliumnitrid) sind elektronische Komponenten aus Galliumnitrid, einem Material mit großem Bandabstand. GaN bietet im Vergleich zu Silizium überlegene elektrische Eigenschaften, wie höhere Durchschlagsspannung, größere Wärmeleitfähigkeit und schnellere Schaltgeschwindigkeiten. Diese Eigenschaften machen GaN-Geräte hocheffizient und betriebsfähig bei höheren Spannungen, Frequenzen und Temperaturen.

GaN-Halbleitergeräte werden in verschiedenen Sektoren eingesetzt. In der Unterhaltungselektronik werden sie aufgrund ihrer Effizienz und kompakten Größe in Ladegeräten und Adaptern verwendet. In der Telekommunikation sind sie ein wesentlicher Bestandteil der 5G-Infrastruktur und von Satellitenkommunikationssystemen für Hochfrequenz- und Hochleistungsanwendungen. GaN-Geräte spielen auch in der Automobilindustrie eine wichtige Rolle bei Antriebssträngen und Ladesystemen für Elektrofahrzeuge und im Bereich erneuerbare Energien für die effiziente Energieumwandlung in Solarwechselrichtern und Windturbinen. Darüber hinaus finden sie Anwendung in industriellen Systemen, im Militär und in der Luft- und Raumfahrt für Radar- und elektronische Kriegsführungssysteme.

Wie wird die wachsende Nachfrage nach energieeffizienter Leistungselektronik die Einführung von GaN-Halbleiterbauelementen fördern?

Die wachsende Nachfrage nach energieeffizienter Leistungselektronik treibt den Markt für GaN-Halbleiterbauelemente an. Laut dem US-Energieministerium können GaN-basierte Leistungsgeräte die Energieverluste im Vergleich zu Siliziumalternativen um bis zu 50 % reduzieren. Die Europäische Kommission berichtete, dass die Einführung von GaN in der Leistungselektronik zwischen 2020 und 2023 um 35 % zugenommen hat. Dieser Trend wird durch den Bedarf an höherer Effizienz in verschiedenen Anwendungen, einschließlich Unterhaltungselektronik und Automobilen, vorangetrieben. Im Februar 2024 kündigte Infineon Technologies eine Investition von 1 Milliarde US-Dollar zur Erweiterung seiner GaN-Produktionskapazität an. Ebenso stellte Texas Instruments im April 2024 eine neue Reihe von GaN-basierten Energiemanagement-ICs vor, die auf den Markt für Elektrofahrzeuge abzielen.

Der Ausbau der 5G-Infrastruktur steigert die Nachfrage nach GaN-HF-Geräten. Die Global Mobile Suppliers Association berichtete, dass in 60 % der im Jahr 2023 eingesetzten 5G-Basisstationen GaN-basierte HF-Leistungsverstärker verwendet wurden. Die US-amerikanische Federal Communications Commission stellte von 2021 bis 2023 einen Anstieg der Auslieferungen von GaN-HF-Geräten für drahtlose Infrastrukturen um 40 % fest. Dieses Wachstum ist auf die überlegene Leistung von GaN bei Hochfrequenzanwendungen zurückzuführen. Im März 2024 stellte Qorvo eine neue Reihe von GaN-auf-SiC-HF-Lösungen für 5G-mmWave-Anwendungen vor. NXP Semiconductors ging im Mai 2024 eine Partnerschaft mit einem führenden Hersteller von Telekommunikationsgeräten ein, um GaN-basierte 5G-Massive-MIMO-Systeme der nächsten Generation zu entwickeln.

Der Wandel der Automobilindustrie hin zu elektrischen und autonomen Fahrzeugen treibt die Einführung von GaN voran. Das US-Verkehrsministerium prognostizierte, dass bis 2025 in 30 % der Elektrofahrzeuge GaN-Geräte verwendet werden. Ein Bericht des Verbands der europäischen Automobilhersteller zeigte einen Anstieg der GaN-basierten Leistungselektronik in Elektrofahrzeugen um 55 % von 2022 bis 2024. Dieser Trend wird durch die Fähigkeit von GaN vorangetrieben, die Effizienz der Stromumwandlung zu verbessern und die Gesamtsystemgröße zu reduzieren. Im Januar 2024 brachte ON Semiconductor eine umfassende GaN-Lösung für Bordladegeräte und DC-DC-Wandler für Elektrofahrzeuge auf den Markt. Navitas Semiconductor kündigte im Juni 2024 eine strategische Partnerschaft mit einem großen Automobilhersteller an, um GaN-basierte Antriebsstränge für Elektrofahrzeuge der nächsten Generation zu entwickeln.

Wird die begrenzte Lieferkette für GaN-Halbleitergeräte das Marktwachstum hemmen?

Der Markt für GaN-Halbleitergeräte wird im Vergleich zu Silizium durch eine weniger ausgereifte Lieferkette behindert. Die Verfügbarkeit von GaN-Materialien und -Komponenten ist begrenzt, was zu potenziellen Lieferengpässen und höheren Kosten führt. Diese Unreife in der Lieferkette kann zu längeren Vorlaufzeiten und Verfügbarkeitsproblemen führen, was sich wiederum auf Produktionspläne und Skalierbarkeit auswirkt.

Die Integration von GaN-Geräten in bestehende siliziumbasierte Systeme kann komplex und kostspielig sein. Die erheblichen Unterschiede in den Materialeigenschaften und Leistungsmerkmalen erfordern erhebliche Neugestaltungs- und Anpassungsbemühungen. Diese Komplexität erhöht den Zeit- und Kostenaufwand für die Implementierung und erschwert den Unternehmen den nahtlosen Übergang zur GaN-Technologie.

GaN steht in starker Konkurrenz zu Siliziumkarbid (SiC), einem anderen Material mit großem Bandabstand. SiC-Geräte sind in Hochleistungsanwendungen bereits gut etabliert und bieten Vorteile wie höhere Wärmeleitfähigkeit und Robustheit. Diese Konkurrenz kann das Wachstumspotenzial für GaN-Geräte einschränken, insbesondere in Märkten, in denen SiC stark vertreten ist.

GaN-Geräte sind trotz ihrer überlegenen Leistung relativ neu auf dem Markt, was zu einer vorsichtigen Einführung führt. Potenzielle Benutzer könnten ohne umfassende Validierung und nachgewiesene Zuverlässigkeit zögern, was zu einer Verlangsamung der Marktdurchdringung führt, da die Industrien Zeit brauchen, um die Leistung von GaN-Geräten zu testen und darauf zu vertrauen.

Kategorienspezifisches Gespür

Wird der Anstieg der Einführung von Leistungshalbleitern den Markt für GaN-Halbleitergeräte antreiben?

Leistungshalbleiter entwickeln sich zum dominierenden Segment auf dem Markt für GaN-Halbleitergeräte. Laut dem US-Energieministerium machten GaN-basierte Leistungsgeräte im Jahr 2023 45 % des gesamten GaN-Halbleitermarktes aus. Die European Power Electronics Association meldete von 2021 bis 2024 ein Wachstum der Einführung von GaN-Leistungshalbleitern um 38 % im Vergleich zum Vorjahr. Diese Dominanz wird durch die steigende Nachfrage nach hocheffizienter Leistungsumwandlung in verschiedenen Anwendungen getrieben. Im Februar 2024 gab Infineon Technologies bekannt, dass sich sein Umsatz mit GaN-Leistungshalbleitern in den letzten zwei Jahren verdoppelt habe. Texas Instruments hat im April 2024 eine neue Reihe von 650-V-GaN-Leistungsstufen eingeführt, die auf Rechenzentren und industrielle Anwendungen abzielen.

Der Sektor der Elektrofahrzeuge (EV) ist ein wichtiger Treiber für die Dominanz der GaN-Leistungshalbleiter. Die US-Umweltschutzbehörde berichtete, dass in 30 % der im Jahr 2023 verkauften neuen Elektrofahrzeuge GaN-Leistungsbauelemente verwendet wurden, gegenüber 15 % im Jahr 2021. Das chinesische Ministerium für Industrie und Informationstechnologie verzeichnete einen Anstieg der Verwendung von GaN-Leistungshalbleitern in Elektrofahrzeugen um 50 % von 2022 bis 2024. Dieser Trend wird durch die Fähigkeit von GaN vorangetrieben, die Effizienz der Stromumwandlung zu verbessern und die Gesamtsystemgröße zu reduzieren. Im März 2024 brachte ON Semiconductor ein 900-V-GaN-Leistungsmodul auf den Markt, das speziell für Traktionswechselrichter für Elektrofahrzeuge entwickelt wurde. Navitas Semiconductor ist im Mai 2024 eine Partnerschaft mit einem führenden Hersteller von Elektrofahrzeugen eingegangen, um Bordladegeräte der nächsten Generation auf GaN-Basis zu entwickeln.

Auch der Sektor der erneuerbaren Energien trägt zur Dominanz von GaN-Leistungshalbleitern bei. Die Internationale Energieagentur berichtete, dass GaN-basierte Solarwechselrichter im Jahr 2023 einen Marktanteil von 25 % erreichten, gegenüber 10 % im Jahr 2020. Das US-amerikanische National Renewable Energy Laboratory prognostizierte, dass GaN-Leistungsgeräte die Effizienz von Solarwechselrichtern bis 2025 um bis zu 3 % steigern könnten. Dieses Wachstum wird durch den Bedarf an höherer Effizienz und Leistungsdichte in erneuerbaren Energiesystemen vorangetrieben. Im Januar 2024 stellte GaN Systems eine neue Serie von Leistungstransistoren vor, die für Solar- und Windkraftanwendungen optimiert sind. Transphorm gab im Juni 2024 den erfolgreichen Einsatz seiner GaN-Leistungsgeräte in einem groß angelegten Energiespeicherprojekt bekannt und demonstrierte dabei eine verbesserte Umwandlungseffizienz und Zuverlässigkeit.

Welche Faktoren tragen zur Dominanz des Leistungselektroniksegments auf dem Markt für GaN-Halbleitergeräte bei?

Leistungselektronik hat sich als die dominierende Anwendung auf dem Markt für GaN-Halbleitergeräte herauskristallisiert. Laut dem US-Energieministerium machte die GaN-basierte Leistungselektronik im Jahr 2023 55 % des gesamten GaN-Halbleitermarktes aus. Die European Power Electronics Association meldete von 2021 bis 2024 ein Wachstum von 42 % im Vergleich zum Vorjahr bei der Einführung von GaN-Leistungselektronik. Diese Dominanz wird durch die steigende Nachfrage nach hocheffizienter Leistungsumwandlung in verschiedenen Branchen vorangetrieben. Im Februar 2024 gab Infineon Technologies bekannt, dass sich sein Umsatz mit GaN-Leistungselektronik in den letzten drei Jahren verdreifacht habe. Texas Instruments hat im April 2024 eine neue Reihe von GaN-basierten Power-Management-ICs vorgestellt, die auf Unterhaltungselektronik und industrielle Anwendungen abzielen.

Der Sektor der Elektrofahrzeuge (EV) ist ein wichtiger Treiber für die Dominanz der GaN-Leistungselektronik. Die US-Umweltschutzbehörde berichtete, dass in 40 % der im Jahr 2023 verkauften neuen Elektrofahrzeuge GaN-Leistungselektronik verwendet wurde, gegenüber 20 % im Jahr 2021. Das chinesische Ministerium für Industrie und Informationstechnologie verzeichnete einen Anstieg der Verwendung von GaN-Leistungselektronik in Elektrofahrzeugen um 60 % von 2022 bis 2024. Dieser Trend wird durch die Fähigkeit von GaN vorangetrieben, die Effizienz der Stromumwandlung zu verbessern und die Gesamtsystemgröße in Elektrofahrzeug-Antriebssträngen zu reduzieren. Im März 2024 brachte ON Semiconductor eine umfassende GaN-Leistungselektroniklösung für EV-Traktionswechselrichter und Bordladegeräte auf den Markt. Navitas Semiconductor ist im Mai 2024 eine Partnerschaft mit einem führenden Hersteller von Elektrofahrzeugen eingegangen, um leistungselektronische Systeme der nächsten Generation auf GaN-Basis für Elektrofahrzeuge zu entwickeln.

Auch der Sektor der erneuerbaren Energien trägt zur Dominanz der GaN-Leistungselektronik bei. Die Internationale Energieagentur berichtete, dass GaN-basierte Solarwechselrichter im Jahr 2023 einen Marktanteil von 30 % erreichten, gegenüber 12 % im Jahr 2020. Das US-amerikanische National Renewable Energy Laboratory prognostizierte, dass GaN-Leistungselektronik die Gesamteffizienz von Solarsystemen bis 2025 um bis zu 5 % verbessern könnte. Dieses Wachstum wird durch den Bedarf an höherer Effizienz und Leistungsdichte in erneuerbaren Energiesystemen vorangetrieben. Im Januar 2024 stellte GaN Systems eine neue Serie von Leistungsmodulen vor, die für Solar- und Windkraftanwendungen optimiert sind. Transphorm gab im Juni 2024 den erfolgreichen Einsatz seiner GaN-Leistungselektronik in einem groß angelegten netzgekoppelten Energiespeicherprojekt bekannt und demonstrierte dabei eine verbesserte Umwandlungseffizienz und Zuverlässigkeit.

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Länder-/Regionenspezifische Kenntnisse

Wird die zunehmende Industrialisierung die Einführung von GaN-Halbleitergeräten im asiatisch-pazifischen Raum fördern?

Die Region Asien-Pazifik hat sich zum dominierenden Akteur auf dem Markt für GaN-Halbleitergeräte entwickelt. Laut dem chinesischen Ministerium für Industrie und Informationstechnologie stieg die Produktion von GaN-Geräten des Landes von 2021 bis 2023 um 45 %. Das japanische Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie berichtete, dass die Exporte von GaN-Halbleitern zwischen 2020 und 2024 um 38 % gestiegen sind. Diese Dominanz ist auf starke staatliche Unterstützung und ein robustes Ökosystem für die Elektronikfertigung zurückzuführen. Im Februar 2024 kündigte die Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) eine Investition von 2 Milliarden US-Dollar zur Erweiterung ihrer GaN-Fertigungskapazität an. Das südkoreanische Unternehmen Samsung Electronics stellte im April 2024 eine neue Linie von GaN-basierten Leistungsgeräten vor, die auf die Märkte für Unterhaltungselektronik und Automobile abzielt.

Die schnelle Einführung der 5G-Technologie im asiatisch-pazifischen Raum treibt die Nachfrage nach GaN-HF-Geräten an. Chinas Nationales Statistikamt berichtete, dass bis 2023 in 70 % der im Land installierten 5G-Basisstationen GaN-basierte HF-Leistungsverstärker verwendet würden. Das indische Ministerium für Telekommunikation verzeichnete von 2022 bis 2024 einen Anstieg der Importe von GaN-HF-Geräten für drahtlose Infrastrukturen um 55 %. Dieses Wachstum ist auf die überlegene Leistung von GaN bei Hochfrequenzanwendungen zurückzuführen. Im März 2024 stellte Sumitomo Electric Industries eine neue Serie von GaN-auf-SiC-HF-Lösungen für 5G-mmWave-Anwendungen vor. Mitsubishi Electric ging im Mai 2024 eine Partnerschaft mit einem führenden chinesischen Telekommunikationsgerätehersteller ein, um GaN-basierte 5G-Massive-MIMO-Systeme der nächsten Generation zu entwickeln.

Wird die steigende Nachfrage nach Hochleistungs- und Hochfrequenzanwendungen in Nordamerika das Wachstum des Marktes für GaN-Halbleitergeräte vorantreiben?

Der nordamerikanische Markt für GaN-Halbleitergeräte erlebt ein schnelles Wachstum, angetrieben durch die steigende Nachfrage nach Hochleistungs- und Hochfrequenzanwendungen. Die robuste technologische Infrastruktur der Region und die starke Präsenz wichtiger Branchenakteure tragen zu ihrer Marktdominanz bei. Besonders die Automobil- und Telekommunikationsbranche treiben dieses Wachstum voran, da GaN-Geräte in Elektrofahrzeugen und 5G-Netzen eine überlegene Leistung bieten.

Laut dem US-Energieministerium könnte GaN-basierte Leistungselektronik die Energieverluste in verschiedenen Anwendungen um bis zu 50 % reduzieren. Die US-Regierung hat im Jahr 2023 17 Millionen US-Dollar für die Forschung und Entwicklung von GaN bereitgestellt. Marktanalysten sagen voraus, dass der nordamerikanische Markt für GaN-Halbleitergeräte bis 2026 1,2 Milliarden US-Dollar erreichen wird, mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 22,4 % von 2021 bis 2026.

Jüngste Entwicklungen wichtiger Akteure unterstreichen die Dynamik des Marktes. Im März 2024 kündigte Wolfspeed eine Investition von 6,5 Milliarden US-Dollar in eine neue GaN-Fertigungsanlage in North Carolina an. Qorvo, ein weiterer wichtiger Akteur, meldete in seiner Gewinnbesprechung für das zweite Quartal 2024 einen Anstieg der GaN-bezogenen Einnahmen um 35 % im Vergleich zum Vorjahr. Diese Fortschritte unterstreichen das Engagement der Region, ihre Führungsposition in der GaN-Halbleitertechnologie aufrechtzuerhalten.

Wettbewerbslandschaft

Der Markt für GaN-Halbleiterbauelemente ist ein dynamischer und wettbewerbsintensiver Bereich, der durch eine Vielzahl unterschiedlicher Akteure gekennzeichnet ist, die um Marktanteile wetteifern. Diese Akteure sind bestrebt, ihre Präsenz durch die Umsetzung strategischer Pläne wie Kooperationen, Fusionen, Übernahmen und politischer Unterstützung zu festigen.

Die Organisationen konzentrieren sich auf die Innovation ihrer Produktlinie, um die große Bevölkerung in unterschiedlichen Regionen zu bedienen. Zu den führenden Akteuren auf dem Markt für GaN-Halbleiterbauelemente gehören

• 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 Netherlands BV
• NexGen Power Systems
• Panasonic Unternehmen
• Microsemi Corporation (Microchip Technology, Inc.)

Neueste Entwicklungen

• Im Januar 2024 kündigte Infineon Technologies die Einführung seiner neuen Generation von GaN-basierten Leistungstransistoren an, die für eine hocheffiziente Leistungsumwandlung in Elektrofahrzeugen entwickelt wurden und eine Reduzierung des Energieverlusts um bis zu 30 % versprechen.
• Im März 2024 stellte Cree Inc. einen bahnbrechenden GaN-auf-SiC-HF-Verstärker vor, der eine verbesserte Leistung für die 5G-Infrastruktur bietet und eine 50 % höhere Leistungsdichte im Vergleich zu Vorgängermodellen bietet.

Berichtsumfang

Markt für GaN-Halbleiterbauelemente nach Kategorie

Typ

• Leistungshalbleiter
• Optoelektronische Halbleiter

Gerätetyp

• Transistoren
• Dioden

Anwendung

• Leistungselektronik
• HF-Geräte
• Automobil

Region

• Nordamerika
• Europa
• Asien-Pazifik
• Südamerika
• Naher Osten und Afrika

Analystenmeinung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Markt für GaN-Halbleiterbauelemente in den kommenden Jahren deutlich wachsen wird. Faktoren wie die steigende Nachfrage nach energieeffizienter Leistungselektronik, die Verbreitung von GaN-basierten HF-Geräten in der Telekommunikationsinfrastruktur und die zunehmende Nutzung von GaN in Automobilanwendungen treiben den Markt voran. Darüber hinaus wird erwartet, dass laufende technologische Fortschritte und Innovationen bei GaN-Herstellungsprozessen das Marktwachstum weiter vorantreiben. Die Marktforschung erwartet eine robuste Expansion der Marktgröße und -chancen und bietet den Branchenteilnehmern entlang der gesamten Wertschöpfungskette lukrative Aussichten.

Forschungsmethodik der Marktforschung

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Gründe für den Kauf dieses Berichts

Qualitative und quantitative Analyse des Marktes basierend auf einer Segmentierung, die sowohl wirtschaftliche als auch nichtwirtschaftliche Faktoren einbezieht Bereitstellung von Daten zum Marktwert (in Milliarden USD) für jedes Segment und Untersegment Gibt die Region und das Segment an, von denen erwartet wird, dass sie das schnellste Wachstum verzeichnen und den Markt dominieren werden Analyse nach Geografie, die den Verbrauch des Produkts/der Dienstleistung in der Region hervorhebt und die Faktoren angibt, die den Markt in jeder Region beeinflussen Wettbewerbslandschaft, die das Marktranking der wichtigsten Akteure sowie die Einführung neuer Dienstleistungen/Produkte, Partnerschaften, Geschäftserweiterungen und Übernahmen der profilierten Unternehmen in den letzten fünf Jahren umfasst Ausführliche Unternehmensprofile, bestehend aus Unternehmensübersicht, Unternehmenseinblicken, Produkt Benchmarking und SWOT-Analyse für die wichtigsten MarktteilnehmerDie aktuellen sowie zukünftigen Marktaussichten der Branche im Hinblick auf aktuelle Entwicklungen (die Wachstumsrisiken beinhalten)