Размер и доля рынка нитрида галлия по типам продукции (оптополупроводники, радиочастотные полупроводники, силовые полупроводники); Устройство (Дискретный полупроводник, Интегрированный полупроводник); Диапазон напряжения (менее 100 В, от 100 до 500 В, более 500 В); Применение (силовая электроника, телекоммуникации, автомобильная промышленность, аэрокосмическая и оборонная промышленность, здравоохранение, промышленные применения, оптоэлектроника, возобновляемые источники энергии) - глобальный анализ спроса и предложения, прогнозы роста, статистический отчет на 2025–2037 годы.

Сектор нитрида галлия: драйверы роста и проблемы

Драйверы роста

• 5G и телекоммуникационная инфраструктура. Поскольку в декабре 2024 года количество подключений 5G во всем мире превысило 2 миллиарда, потребность в высокопроизводительных радиочастотных компонентах стала критической. Полупроводники GaN важны для создания эффективных, компактных, мощных и термостойких радиочастотных усилителей. В июне 2024 года компания Mitsubishi Electric выпустила новый GaN PAM мощностью 16 Вт для антенн mMIMO 5G, позволяющий увеличить дальность действия базовых станций и одновременно снизить энергопотребление. Эта тенденция поддерживает GaN в беспроводной инфраструктуре следующего поколения, и по мере внедрения 5G во всем мире использование радиочастотных компонентов на основе GaN будет увеличиваться. Такой повышенный спрос обусловлен тем, что GaN обеспечивает более высокую плотность мощности, эффективность и пропускную способность по сравнению с другими материалами, что идеально подходит для сетей 5G.
• Ускорение внедрения электромобилей (EV): GaN-силовые устройства постепенно заменяют кремний в электрических трансмиссиях, зарядных устройствах и инверторах, поскольку GaN обеспечивает более высокую скорость переключения и более высокую эффективность. В декабре 2024 года ROHM и TSMC сформировали партнерство для совместного производства GaN-устройств для электромобилей с использованием технологии GaN-on-Si от TSMC. С ростом глобального распространения электромобилей производители автомобилей и поставщики первого уровня переходят на GaN, чтобы увеличить срок службы и эффективность аккумуляторов. GaN предлагает более короткое время зарядки, меньшую рассеиваемую мощность, а также меньшие по размеру и более легкие преобразователи энергии, которые жизненно важны для повышения мощности и плотности энергии электромобилей. Ожидается, что рост использования GaN в индустрии электромобилей станет одним из основных факторов, которые будут способствовать росту рынка нитрида галлия.
• Расширение использования искусственного интеллекта и amp; центры обработки данных. Развитие искусственного интеллекта привело к высокому энергопотреблению в гипермасштабных центрах обработки данных, что привело к увеличению спроса на блоки питания на основе GaN. В ноябре 2024 года компания Navitas Semiconductor выпустила первый блок питания мощностью 8,5 кВт на основе GaN и SiC, достигающий эффективности 98%. Таким образом, поскольку рабочие нагрузки искусственного интеллекта продолжают расти, способность GaN реализовывать небольшие силовые решения с высокой теплопроводностью делает его ценным материалом в приложениях HPC. Блоки питания на основе GaN обеспечивают повышенную плотность мощности и эффективность по сравнению с блоками питания на основе кремния, что приводит к экономии энергии и снижению эксплуатационных расходов. Энергоэффективность в центрах обработки данных, а также растущий интерес к искусственному интеллекту и машинному обучению в центрах обработки данных стимулируют использование GaN в центрах обработки данных.

Задачи

• Масштабируемость производства и ограничения по объему производства. Производство нитрида галлия (GaN) на коммерческом уровне по-прежнему остается проблемой, несмотря на технологические усовершенствования. Выращивание кристаллов GaN является сложной задачей и часто сопровождается дефектами из-за проблем совместимости подложек, что снижает выход продукции. Это приводит к возникновению узких мест в цепочке поставок, что может замедлить дальнейшее внедрение GaN и повысить затраты из-за менее эффективного производства.
• Регулирование и радиационная стойкость для аэрокосмической отрасли. Одной из ключевых проблем на рынке GaN, которая, вероятно, замедлит рост внедрения GaN, являются строгие законодательные стандарты и требования к радиационной стойкости в аэрокосмической и спутниковой промышленности. Этим отраслям требуются детали, способные работать в космических условиях, таких как радиация. Требование производить GaN-устройства, отвечающие этим стандартам, сохраняя при этом производительность и надежность, увеличивает стоимость и сложность производства, что замедляет выход и рост новых игроков на рынке нитрида галлия (GaN).