Mercado de dispositivos semiconductores GaN por tipo (semiconductores de potencia, semiconductores optoelectrónicos), tipo de dispositivo (transistor, diodos), aplicación (electrónica de potencia, dispositivos RF) y región para 2024-2031

Valoración del mercado de dispositivos semiconductores GaN2024-2031

El aumento del uso en electrónica de potencia de alto rendimiento y componentes de RF (radiofrecuencia) para dispositivos como teléfonos inteligentes y computadoras portátiles está impulsando la adopción de dispositivos semiconductores GaN. Los dispositivos GaN ofrecen mayor eficiencia, velocidades de conmutación más rápidas y mayor conductividad térmica en comparación con los dispositivos tradicionales basados en silicio, lo que está impulsando el tamaño del mercado a superar los USD 3,45 mil millones valorados en 2024 para alcanzar una valoración de alrededor de USD 10,54 mil millones para 2031.

Además de esto, la creciente adopción en sistemas de propulsión de vehículos eléctricos y sistemas de energía renovable está estimulando la adopción de dispositivos semiconductores GaN. Las actividades de investigación y desarrollo en curso que conducen a capacidades mejoradas de los dispositivos GaN y costos reducidos están permitiendo que el mercado crezca a una CAGR del 16,53 % entre 2024 y 2031.

Mercado de dispositivos semiconductores GaNdefinición/descripción general

Los dispositivos semiconductores GaN (nitruro de galio) son componentes electrónicos hechos de nitruro de galio, un material de banda ancha. GaN ofrece propiedades eléctricas superiores en comparación con el silicio, como mayor voltaje de ruptura, mayor conductividad térmica y velocidades de conmutación más rápidas. Estas propiedades hacen que los dispositivos GaN sean altamente eficientes y capaces de operar a voltajes, frecuencias y temperaturas más altos.

Los dispositivos semiconductores GaN se utilizan en varios sectores. En electrónica de consumo, los cargadores y adaptadores de energía debido a su eficiencia y tamaño compacto. En telecomunicaciones, son parte integral de la infraestructura 5G y los sistemas de comunicación por satélite para aplicaciones de alta frecuencia y alta potencia. Los dispositivos GaN también son prominentes en la industria automotriz para sistemas de carga y propulsión de vehículos eléctricos, y en energía renovable para la conversión eficiente de energía en inversores solares y turbinas eólicas. Además, se utilizan en sistemas industriales, militares y aeroespaciales para radares y sistemas de guerra electrónica.

¿Cómo aumentará la creciente demanda de electrónica de potencia de bajo consumo la adopción de dispositivos semiconductores de GaN?

La creciente demanda de electrónica de potencia de bajo consumo está impulsando el mercado de dispositivos semiconductores de GaN. Según el Departamento de Energía de EE. UU., los dispositivos de potencia basados en GaN pueden reducir las pérdidas de energía hasta en un 50% en comparación con las alternativas de silicio. La Comisión Europea informó que la adopción de GaN en la electrónica de potencia aumentó un 35% entre 2020 y 2023. Esta tendencia está impulsada por la necesidad de una mayor eficiencia en varias aplicaciones, incluida la electrónica de consumo y la automoción. En febrero de 2024, Infineon Technologies anunció una inversión de mil millones de dólares para ampliar su capacidad de producción de GaN. De manera similar, Texas Instruments presentó una nueva línea de circuitos integrados de gestión de energía basados en GaN en abril de 2024, dirigida al mercado de vehículos eléctricos.

La expansión de la infraestructura 5G está impulsando la demanda de dispositivos de RF de GaN. La Asociación Global de Proveedores Móviles informó que los amplificadores de potencia de RF basados en GaN se utilizaron en el 60% de las estaciones base 5G implementadas en 2023. La Comisión Federal de Comunicaciones de EE. UU. observó un aumento del 40% en los envíos de dispositivos de RF de GaN para infraestructura inalámbrica de 2021 a 2023. Este crecimiento está impulsado por el rendimiento superior de GaN en aplicaciones de alta frecuencia. En marzo de 2024, Qorvo presentó una nueva serie de soluciones de RF de GaN sobre SiC para aplicaciones de ondas milimétricas 5G. NXP Semiconductors se asoció con un fabricante líder de equipos de telecomunicaciones en mayo de 2024 para desarrollar sistemas MIMO masivos 5G basados en GaN de próxima generación.

El cambio de la industria automotriz hacia vehículos eléctricos y autónomos está impulsando la adopción de GaN. El Departamento de Transporte de EE. UU. proyectó que los dispositivos GaN se utilizarían en el 30% de los vehículos eléctricos para 2025. Un informe de la Asociación Europea de Fabricantes de Automóviles mostró un aumento del 55% en la electrónica de potencia basada en GaN en vehículos eléctricos de 2022 a 2024. Esta tendencia está impulsada por la capacidad de GaN para mejorar la eficiencia de conversión de energía y reducir el tamaño general del sistema. En enero de 2024, ON Semiconductor lanzó una solución integral de GaN para cargadores integrados de vehículos eléctricos y convertidores CC-CC. Navitas Semiconductor anunció en junio de 2024 una asociación estratégica con un importante fabricante de automóviles para desarrollar sistemas de propulsión basados en GaN para vehículos eléctricos de próxima generación.

¿La cadena de suministro limitada de dispositivos semiconductores de GaN limitará su crecimiento en el mercado?

El mercado de dispositivos semiconductores de GaN se ve obstaculizado por una cadena de suministro menos madura en comparación con el silicio. La disponibilidad de materiales y componentes de GaN es limitada, lo que genera posibles restricciones de suministro y mayores costos. Esta inmadurez en la cadena de suministro puede dar lugar a plazos de entrega más largos y problemas de disponibilidad, lo que afecta a los cronogramas de producción y la escalabilidad.

La integración de dispositivos GaN con sistemas existentes basados en silicio puede ser compleja y costosa. Las diferencias significativas en las propiedades de los materiales y las características de rendimiento requieren importantes esfuerzos de rediseño y adaptación. Esta complejidad aumenta el tiempo y el costo de implementación, lo que dificulta que las empresas realicen una transición sin problemas a la tecnología GaN.

El GaN se enfrenta a una fuerte competencia del carburo de silicio (SiC), otro material de banda ancha. Los dispositivos de SiC ya están bien establecidos en aplicaciones de alta potencia y ofrecen ventajas como mayor conductividad térmica y robustez. Esta competencia puede limitar el potencial de crecimiento de los dispositivos GaN, especialmente en mercados donde el SiC tiene una presencia sólida.

Los dispositivos GaN, a pesar de su rendimiento superior, son relativamente nuevos en el mercado, lo que lleva a una adopción cautelosa. Los usuarios potenciales pueden dudar sin una validación exhaustiva y una fiabilidad demostrada, lo que hace que la penetración en el mercado se ralentice, ya que las industrias necesitan tiempo para probar y confiar en el rendimiento de los dispositivos GaN.

Agudeza por categoría

¿El aumento de la adopción de semiconductores de potencia impulsará el mercado de dispositivos semiconductores GaN?

Los semiconductores de potencia están surgiendo como el segmento dominante en el mercado de dispositivos semiconductores GaN. Según el Departamento de Energía de EE. UU., los dispositivos de potencia basados en GaN representaron el 45% del mercado total de semiconductores GaN en 2023. La Asociación Europea de Electrónica de Potencia informó un crecimiento interanual del 38% en la adopción de semiconductores de potencia GaN de 2021 a 2024. Este dominio está impulsado por la creciente demanda de conversión de energía de alta eficiencia en diversas aplicaciones. En febrero de 2024, Infineon Technologies anunció que sus ingresos por semiconductores de potencia GaN se habían duplicado en los últimos dos años. Texas Instruments presentó una nueva línea de etapas de potencia de GaN de 650 V en abril de 2024, destinadas a aplicaciones industriales y de centros de datos.

El sector de los vehículos eléctricos (VE) es un impulsor clave del dominio de los semiconductores de potencia de GaN. La Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. informó que los dispositivos de potencia de GaN se utilizaron en el 30 % de los nuevos VE vendidos en 2023, frente al 15 % en 2021. El Ministerio de Industria y Tecnología de la Información de China observó un aumento del 50 % en el uso de semiconductores de potencia de GaN en VE de 2022 a 2024. Esta tendencia está impulsada por la capacidad de GaN para mejorar la eficiencia de conversión de energía y reducir el tamaño general del sistema. En marzo de 2024, ON Semiconductor lanzó un módulo de potencia de GaN de 900 V diseñado específicamente para inversores de tracción de VE. Navitas Semiconductor se asoció con un fabricante líder de vehículos eléctricos en mayo de 2024 para desarrollar cargadores integrados de próxima generación basados en GaN.

El sector de las energías renovables también está contribuyendo al predominio de los semiconductores de potencia de GaN. La Agencia Internacional de Energía informó que los inversores solares basados en GaN alcanzaron una participación de mercado del 25 % en 2023, frente al 10 % en 2020. El Laboratorio Nacional de Energías Renovables de EE. UU. proyectó que los dispositivos de potencia de GaN podrían mejorar la eficiencia de los inversores solares hasta en un 3 % para 2025. Este crecimiento está impulsado por la necesidad de una mayor eficiencia y densidad de potencia en los sistemas de energía renovable. En enero de 2024, GaN Systems presentó una nueva serie de transistores de potencia optimizados para aplicaciones de energía solar y eólica. Transphorm anunció en junio de 2024 la implementación exitosa de sus dispositivos de potencia GaN en un proyecto de almacenamiento de energía a gran escala, demostrando una eficiencia de conversión y confiabilidad mejoradas.

¿Qué factores contribuyen al dominio del segmento de electrónica de potencia en el mercado de dispositivos semiconductores GaN?

La electrónica de potencia se ha convertido en la aplicación dominante en el mercado de dispositivos semiconductores GaN. Según el Departamento de Energía de EE. UU., la electrónica de potencia basada en GaN representó el 55% del mercado total de semiconductores GaN en 2023. La Asociación Europea de Electrónica de Potencia informó un crecimiento interanual del 42% en la adopción de electrónica de potencia GaN de 2021 a 2024. Este dominio está impulsado por la creciente demanda de conversión de energía de alta eficiencia en varias industrias. En febrero de 2024, Infineon Technologies anunció que sus ingresos por electrónica de potencia GaN se habían triplicado en los últimos tres años. Texas Instruments presentó una nueva línea de circuitos integrados de gestión de energía basados en GaN en abril de 2024, dirigida a la electrónica de consumo y las aplicaciones industriales.

El sector de los vehículos eléctricos (VE) es un impulsor clave del dominio de la electrónica de potencia de GaN. La Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. informó que la electrónica de potencia de GaN se utilizó en el 40% de los nuevos VE vendidos en 2023, frente al 20% en 2021. El Ministerio de Industria y Tecnología de la Información de China observó un aumento del 60% en el uso de la electrónica de potencia de GaN en VE de 2022 a 2024. Esta tendencia está impulsada por la capacidad de GaN para mejorar la eficiencia de conversión de energía y reducir el tamaño general del sistema en los sistemas de propulsión de VE. En marzo de 2024, ON Semiconductor lanzó una solución integral de electrónica de potencia de GaN para inversores de tracción de VE y cargadores integrados. Navitas Semiconductor se asoció con un fabricante líder de vehículos eléctricos en mayo de 2024 para desarrollar sistemas electrónicos de potencia basados en GaN de próxima generación para vehículos eléctricos.

El sector de las energías renovables también está contribuyendo al predominio de la electrónica de potencia de GaN. La Agencia Internacional de la Energía informó que los inversores solares basados en GaN alcanzaron una participación de mercado del 30 % en 2023, frente al 12 % en 2020. El Laboratorio Nacional de Energías Renovables de EE. UU. proyectó que la electrónica de potencia de GaN podría mejorar la eficiencia general del sistema solar hasta en un 5 % para 2025. Este crecimiento está impulsado por la necesidad de una mayor eficiencia y densidad de potencia en los sistemas de energía renovable. En enero de 2024, GaN Systems presentó una nueva serie de módulos de potencia optimizados para aplicaciones de energía solar y eólica. Transphorm anunció en junio de 2024 el exitoso despliegue de su electrónica de potencia GaN en un proyecto de almacenamiento de energía conectado a la red a gran escala, demostrando una eficiencia de conversión y confiabilidad mejoradas.

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Conocimientos por país/región

¿La creciente industrialización mejorará la adopción de dispositivos semiconductores GaN en Asia Pacífico?

La región de Asia Pacífico ha surgido como el actor dominante en el mercado de dispositivos semiconductores GaN. Según el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información de China, la producción de dispositivos GaN del país aumentó un 45% entre 2021 y 2023. El Ministerio de Economía, Comercio e Industria de Japón informó que las exportaciones de semiconductores GaN crecieron un 38% entre 2020 y 2024. Este dominio está impulsado por un fuerte apoyo gubernamental y un sólido ecosistema de fabricación de productos electrónicos. En febrero de 2024, Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) anunció una inversión de 2.000 millones de dólares para ampliar su capacidad de fabricación de GaN. Samsung Electronics de Corea del Sur presentó una nueva línea de dispositivos de energía basados en GaN en abril de 2024, dirigida a los mercados de electrónica de consumo y automoción.

La rápida adopción de la tecnología 5G en Asia Pacífico está impulsando la demanda de dispositivos RF GaN. La Oficina Nacional de Estadísticas de China informó que los amplificadores de potencia de RF basados en GaN se utilizaron en el 70% de las estaciones base 5G desplegadas en el país en 2023. El Departamento de Telecomunicaciones de la India observó un aumento del 55% en las importaciones de dispositivos de RF de GaN para infraestructura inalámbrica de 2022 a 2024. Este crecimiento está impulsado por el rendimiento superior de GaN en aplicaciones de alta frecuencia. En marzo de 2024, Sumitomo Electric Industries presentó una nueva serie de soluciones de RF de GaN sobre SiC para aplicaciones de ondas milimétricas 5G. Mitsubishi Electric se asoció con un fabricante líder de equipos de telecomunicaciones chino en mayo de 2024 para desarrollar sistemas MIMO masivos 5G basados en GaN de próxima generación.

¿La creciente demanda de aplicaciones de alta potencia y alta frecuencia en América del Norte impulsará el crecimiento del mercado de dispositivos semiconductores de GaN?

El mercado de dispositivos semiconductores de GaN de América del Norte está experimentando un rápido crecimiento, impulsado por la creciente demanda de aplicaciones de alta potencia y alta frecuencia. La sólida infraestructura tecnológica de la región y la fuerte presencia de actores clave de la industria contribuyen a su dominio del mercado. Los sectores de la automoción y las telecomunicaciones están impulsando especialmente este crecimiento, ya que los dispositivos GaN ofrecen un rendimiento superior en vehículos eléctricos y redes 5G.

Según el Departamento de Energía de EE. UU., la electrónica de potencia basada en GaN podría reducir las pérdidas de energía hasta en un 50% en diversas aplicaciones. El gobierno estadounidense ha asignado 17 millones de dólares para la investigación y el desarrollo de GaN en 2023. Los analistas de mercado predicen que el mercado de dispositivos semiconductores GaN de América del Norte alcanzará los 1.200 millones de dólares en 2026, con una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 22,4% entre 2021 y 2026.

Los recientes desarrollos de los actores clave subrayan el dinamismo del mercado. En marzo de 2024, Wolfspeed anunció una inversión de 6.500 millones de dólares en una nueva planta de fabricación de GaN en Carolina del Norte. Qorvo, otro actor importante, informó un aumento interanual del 35 % en los ingresos relacionados con GaN en su presentación de resultados del segundo trimestre de 2024. Estos avances resaltan el compromiso de la región de mantener su liderazgo en tecnología de semiconductores de GaN.

Panorama competitivo

El mercado de dispositivos semiconductores de GaN es un espacio dinámico y competitivo, caracterizado por una amplia gama de actores que compiten por una participación de mercado. Estos actores están en búsqueda de consolidar su presencia a través de la adopción de planes estratégicos como colaboraciones, fusiones, adquisiciones y apoyo político.

Las organizaciones se están enfocando en innovar su línea de productos para servir a la vasta población en diversas regiones. Algunos de los actores más destacados que operan en el mercado de dispositivos semiconductores GaN incluyen

• 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 Corporación
• Microsemi Corporation (Microchip Technology, Inc.)

Últimos avances

• En enero de 2024, Infineon Technologies anunció el lanzamiento de su nueva generación de transistores de potencia basados en GaN diseñados para la conversión de energía de alta eficiencia en vehículos eléctricos, prometiendo una reducción de hasta un 30 % en la pérdida de energía.
• En marzo de 2024, Cree Inc. presentó un innovador amplificador de RF de GaN sobre SiC que proporciona un rendimiento mejorado para la infraestructura 5G, ofreciendo un aumento del 50 % en la densidad de potencia en comparación con los modelos anteriores.

Alcance del informe

Mercado de dispositivos semiconductores de GaN, por categoría

Tipo

• Semiconductores de potencia
• Semiconductores optoelectrónicos

Tipo de dispositivo

• Transistores
• Diodos

Aplicación

• Electrónica de potencia
• Dispositivos de RF
• Automotriz

Región

• América del Norte
• Europa
• Asia-Pacífico
• América del Sur
• Oriente Medio y África

Opinión del analista

En conclusión, el mercado de dispositivos semiconductores de GaN está preparado para un crecimiento significativo en los próximos años. Factores como la creciente demanda de electrónica de potencia de bajo consumo, la proliferación de dispositivos de radiofrecuencia basados en GaN en la infraestructura de telecomunicaciones y la creciente adopción de GaN en aplicaciones automotrices están impulsando el mercado. Además, se espera que los avances tecnológicos y las innovaciones en curso en los procesos de fabricación de GaN impulsen aún más el crecimiento del mercado. La investigación de mercado anticipa una expansión sólida en el tamaño del mercado y las oportunidades, presentando perspectivas lucrativas para los participantes de la industria en toda la cadena de valor.

Metodología de investigación de la investigación de mercado

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Razones para comprar este informe

Análisis cualitativo y cuantitativo del mercado basado en la segmentación que involucra factores económicos y no económicos. Provisión de datos de valor de mercado (miles de millones de USD) para cada segmento y subsegmento. Indica la región y el segmento que se espera que sea testigo del crecimiento más rápido y que domine el mercado. Análisis por geografía que destaca el consumo del producto/servicio en la región e indica los factores que están afectando al mercado dentro de cada región. Panorama competitivo que incorpora la clasificación de mercado de los principales actores, junto con nuevos lanzamientos de servicios/productos, asociaciones, expansiones comerciales y adquisiciones en los últimos cinco años de las empresas perfiladas. Amplios perfiles de empresas que comprenden una descripción general de la empresa, Perspectivas de la empresa, evaluación comparativa de productos y análisis FODA de los principales actores del mercado. Perspectivas de mercado actuales y futuras de la industria con respecto a los desarrollos recientes (que implican oportunidades de crecimiento).