Taille et part du marché du nitrure de gallium, par type de produit (opto-semi-conducteurs, semi-conducteurs RF, semi-conducteurs de puissance) ; Dispositif (semi-conducteur discret, semi-conducteur intégré) ; Plage de tension (moins de 100 V, 100 V à 500 V, plus de 500 V) ; Application (électronique de puissance, télécommunications, industrie automobile, aérospatiale et défense, soins de santé, applications industrielles, optoélectronique, énergies renouvelables) - Analyse de l'offre et de la demande mondiales, prévisions de croissance, rapport statistique 2025-2037

Secteur du nitrure de gallium : moteurs de croissance et défis

Moteurs de croissance

• 5G et infrastructure de télécommunications : Alors que le nombre de connexions 5G dans le monde a dépassé les 2 milliards en décembre 2024, le besoin de composants RF hautes performances est devenu critique. Les semi-conducteurs GaN sont importants pour fabriquer des amplificateurs RF efficaces, compacts, de grande puissance et tolérants à la chaleur. En juin 2024, Mitsubishi Electric a lancé un nouveau PAM GaN 16 W pour les antennes 5G mMIMO afin d'augmenter la portée des stations de base tout en réduisant la consommation d'énergie. Cette tendance soutient le GaN dans l’infrastructure sans fil de nouvelle génération, et à mesure que la 5G sera mise en œuvre dans le monde entier, l’utilisation de composants RF basés sur GaN augmentera. Cette demande accrue est due au fait que le GaN offre une densité de puissance, une efficacité et une bande passante élevées par rapport à d'autres matériaux, ce qui est idéal pour les réseaux 5G.
• Accélération de l'adoption des véhicules électriques (VE)  : les dispositifs d'alimentation GaN remplacent progressivement le silicium dans les transmissions électriques, les chargeurs et les onduleurs, car le GaN offre une vitesse de commutation plus rapide et une meilleure efficacité. En décembre 2024, ROHM et TSMC ont formé un partenariat pour fabriquer conjointement des dispositifs GaN pour véhicules électriques en utilisant la technologie GaN-on-Si de TSMC. Avec l’adoption mondiale croissante des véhicules électriques, les constructeurs automobiles et les fournisseurs de premier rang se tournent vers le GaN pour améliorer la longévité et l’efficacité des batteries. Le GaN offre des temps de charge plus courts, moins de dissipation de puissance et des convertisseurs de puissance plus petits et plus légers, essentiels pour améliorer la puissance et la densité énergétique des véhicules électriques. L'utilisation croissante du GaN dans l'industrie des véhicules électriques devrait être l'un des principaux facteurs qui alimenteront la croissance du marché du nitrure de gallium.
• Utilisation croissante de l'intelligence artificielle et du développement centres de données : la croissance de l'IA a entraîné une consommation d'énergie élevée dans les centres de données hyperscale, ce qui a alimenté la demande de blocs d'alimentation basés sur GaN. En novembre 2024, Navitas Semiconductor a lancé le premier bloc d'alimentation de 8,5 kW basé sur GaN et SiC pour atteindre un rendement de 98 %. Ainsi, à mesure que les charges de travail de l'IA continuent de croître, la capacité du GaN à mettre en œuvre des solutions d'alimentation petites et à haute conductivité thermique en fait un matériau précieux dans les applications HPC. Les blocs d'alimentation basés sur GaN offrent une densité de puissance et une efficacité accrues par rapport aux blocs d'alimentation à base de silicium, entraînant ainsi des économies d'énergie et des coûts d'exploitation inférieurs. L'efficacité énergétique dans les centres de données, ainsi que l'intérêt croissant pour l'IA et l'apprentissage automatique des centres de données, alimentent l'utilisation du GaN dans les centres de données.

Défis

• Évolutivité de la fabrication et contraintes de rendement : la production de nitrure de gallium (GaN) à un niveau commercial reste un défi malgré les améliorations technologiques. La culture de cristaux de GaN est difficile et présente souvent des défauts dus à des problèmes de compatibilité avec le substrat, ce qui réduit le rendement. Cela entraîne un goulot d'étranglement dans la chaîne d'approvisionnement, ce qui peut ralentir l'adoption ultérieure du GaN et augmenter les coûts en raison d'une production moins efficace.
• Réglementation et durcissement aux radiations pour l'aérospatiale : l'un des principaux défis du marché du GaN susceptible de ralentir la croissance de l'adoption du GaN réside dans les normes législatives strictes et l'exigence de durcissement aux radiations dans les applications aérospatiales et satellitaires. Ces industries nécessitent des pièces capables de fonctionner dans des conditions spatiales telles que les radiations. L'obligation de produire des dispositifs GaN capables de répondre à ces normes tout en conservant performances et fiabilité augmente le coût et la difficulté de fabrication, ce qui ralentit l'entrée et la croissance de nouveaux acteurs sur le marché du nitrure de gallium (GaN).