Tamaño del mercado de dispositivos de nitruro de galio, participación y análisis de impacto de COVID-19, por tipo de dispositivo (dispositivo opto-semiconductor, dispositivo semiconductor de potencia y dispositivo semiconductor de Rf), por tamaño de oblea (oblea de 2 pulgadas, oblea de 4 pulgadas y oblea de 6- Oblea en pulgadas y superior), por componente (transistor, diodo, rectificador, circuito integrado de potencia y otros), por aplicación (detección y alcance de luz, carga inalámbrica y de vehículos eléctricos, radiofrecuencia de radar y satélite, y Otros), por usuario final y pronóstico

El tamaño del mercado mundial de dispositivos de nitruro de galio fue de 20,56 mil millones de dólares en 2019 y se proyecta que crezca de 21,18 mil millones de dólares en 2020 a 39,74 mil millones de dólares en 2032 a una tasa compuesta anual del 5,20% en el período 2020-2032. América del Norte dominó el mercado de dispositivos de nitruro de galio con una participación de mercado del 35,89% en 2019.

El aumento de la CAGR es atribuible a la demanda y el crecimiento de este mercado, que vuelve a los niveles prepandémicos una vez que termina la pandemia. El impacto global de COVID-19 ha sido asombroso y sin precedentes, y los dispositivos de nitruro de galio (GaN) han experimentado un impacto positivo en la demanda en todas las regiones en medio de la pandemia. Según nuestro análisis, el mercado mundial de dispositivos GaN exhibirá un crecimiento del 1,03% en 2020 en comparación con el crecimiento interanual promedio durante 2016-2019.

El nitruro de galio (GaN) es un dispositivo semiconductor de tercera banda prohibida tecnológicamente avanzado. El dispositivo GaN es muy adecuado para transistores de alta potencia y es capaz de funcionar a altas temperaturas. Grandes campos eléctricos, mayor eficiencia energética, mayor velocidad de saturación, voltaje de ruptura y conducción térmica son las principales características del dispositivo basado en GaN. En febrero de 2020, STMicroelectronics y Taiwan Semiconductor Manufacturing Company colaboraron para acelerar el desarrollo de la tecnología de proceso GaN para el suministro de productos integrados y discretos.

La pandemia de COVID-19 aumentará la demanda respaldada por mayores ventas de sistemas basados ​​en IoT

La pandemia de COVID-19 ha tenido un impacto positivo en el mercado. Este crecimiento se atribuye a la creciente demanda de productos y servicios electrónicos durante el período comprendido entre marzo de 2020 y septiembre de 2020. Estados Unidos, China y la Unión Europea están implementando bloqueos nacionales para reducir el efecto del coronavirus. Durante la era del confinamiento, varias empresas multinacionales han presentado reglas y regulaciones gubernamentales estrictas para iniciar una cultura de trabajo desde casa, que reflejará la creciente demanda de productos electrónicos como teléfonos móviles, cargadores, computadoras portátiles y dispositivos basados ​​en IoT. La gran demanda de cargadores rápidos y servicios basados ​​en IoT aumentará directamente las ventas de sistemas semiconductores basados ​​en nitruro de galio. La pandemia de COVID-19 mejoraría la cadena de suministro y daría como resultado el crecimiento de los dispositivos semiconductores de nitruro de galio (GaN). Por tanto, se espera que tenga un efecto positivo en el mercado.

Entre todas las regiones, el mercado de América del Norte y Asia Pacífico mostró el mayor impacto debido a la mejora gestión de la cadena de suministro de fabricantes. Empresas ubicadas en Asia-Pacífico, como Toshiba Corporation y Mitsubishi Electric Corporation, mejoraron las actividades operativas de los dispositivos GaN para satisfacer su demanda. Se prevé que esto aumentará significativamente las entregas de sistemas basados ​​en GaN. Sin embargo, varias empresas como Cree, Inc., Infineon Technologies AG y EPISTAR Corporation están invirtiendo en la transformación digital de los dispositivos GaN para brindar mejor productividad, agilidad y conectividad. Esto permitirá recuperar el mercado durante el período 2022-2027.

ÚLTIMAS TENDENCIAS

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La introducción de cargadores móviles rápidos con tecnología GaN es una tendencia importante  

La integración de la tecnología GaN proporciona capacidad de carga rápida a los teléfonos móviles. En septiembre de 2020, BBK Electronics (OPPO Company) anunció la adopción total de circuitos integrados de potencia de nitruro de galio para permitir la producción de cargadores de baterías rápidos ultradelgados de 50 vatios. El uso de componentes GaN y soluciones de control integradas reducirán el tiempo de carga de los móviles. Los dispositivos de nitruro de galio se utilizan para gestionar soluciones de energía de frecuencia ultraalta para desencadenar una revolución en el campo del suministro de energía. Es probable que el uso cada vez mayor de semiconductores de nitruro de galio en el diseño de radares impulse el crecimiento del mercado. Además, los semiconductores GaN se utilizan en aviones de combate para construir radios tácticas para comunicaciones de banda ancha.

FACTORES IMPULSORES

Uso creciente de GaN para aplicaciones comerciales para impulsar el crecimiento

Se espera que la creciente demanda de dispositivos GaN y semiconductores de potencia energéticamente eficientes en comunicaciones por cable impulse el crecimiento del mercado. Este crecimiento se atribuye a la expansión del dominio de las telecomunicaciones, ya que varios proveedores de servicios de Internet se están centrando principalmente en proporcionar redes con mayor capacidad, conectividad ubicua y menor latencia con cables ópticos. Los semiconductores basados ​​en carburo de silicio (SiC) y nitruro de galio son energéticamente eficientes, ya que permiten una mayor eficiencia energética a un menor costo. Infineon Technologies fabrica silicio (Si), carburo de silicio (SiC) y nitruro de galio (GaN) para desarrollar diodos emisores de luz (LED) y pararrayos para proporcionar protección de espacios externos para transformadores de potencia.

El uso potencial del nitruro de galio en infraestructura 5G también está destinado a aumentar el crecimiento del mercado. La tecnología 4G será reemplazada por tecnologías 5G en términos de capacidad de tráfico, latencia, eficiencia energética y velocidades de datos.  Se prevé que la tecnología 5G se lance comercialmente en el año 2021. Proporcionaría numerosos beneficios, como una red de comunicación más eficiente con menos coste. Gigantes de las telecomunicaciones como AT&T y Nokia están participando en la iniciativa de investigación y desarrollo (I+D) para desarrollar la tecnología 5G en todo Estados Unidos.

Uso creciente de componentes basados ​​en GaN en la industria de defensa para impulsar el crecimiento

Se prevé que el uso cada vez mayor de sistemas GaN tecnológicamente avanzados en el sector aeroespacial y de defensa impulse el crecimiento del mercado. El crecimiento se atribuye a la creciente necesidad de un mayor ancho de banda, así como a la confiabilidad del rendimiento en comunicaciones por radio, radares, guerra electrónica y otros. El material SiC es una opción ideal para la fabricación de chalecos antibalas debido a su resistencia y dureza. Los circuitos integrados basados ​​en GaN se utilizan en radares para permitir una navegación eficiente y en tiempo real. control de tráfico aéreo . Además, GaN puede proporcionar frecuencias operativas más altas para bloqueadores militares, radios terrestres y comunicaciones por radar. Se prevé que la creciente adopción de transistores de potencia GaN de banda ancha por parte de varias fuerzas de defensa en todo el mundo contribuya al crecimiento.

FACTORES RESTRICTIVOS

La reducción del presupuesto de defensa puede limitar el crecimiento

La Oficina de Presupuesto del Congreso de Estados Unidos estimó que el déficit presupuestario federal es de 3,7 billones de dólares en el actual año fiscal (2020-2021) y superará hasta los 2 billones de dólares en el ejercicio financiero de 2021 como resultado del elevado gasto en la lucha contra el COVID-19. recuperación. Se espera que refleje una implicación a largo plazo en el presupuesto de defensa. El presupuesto de defensa se redujo debido al déficit del presupuesto federal. La reducción del presupuesto de defensa impactará directamente en la menor demanda de radares militares , radios tácticas y radios definidas por software. Cambiará aún más la dinámica de esta industria global. Además, el alto costo de desarrollo y mantenimiento asociado con la construcción de componentes de nitruro de galio es un factor principal que puede obstaculizar el crecimiento de este mercado.

Mercado de dispositivos de nitruro de galio: SEGMENTACIÓN

Por análisis de tipo de dispositivo

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El segmento de dispositivos opto-semiconductores dominará impulsado por el creciente uso de células solares y láseres

Según el tipo de dispositivo, el mercado se segmenta en dispositivos optosemiconductores, dispositivos semiconductores de potencia y dispositivos semiconductores de RF. El segmento de dispositivos optosemiconductores tuvo una participación de mercado dominante en dispositivos de nitruro de galio en 2019. Este crecimiento es atribuible a la creciente demanda de dispositivos optosemiconductores en las aplicaciones de células solares, fotodiodos, láseres, LED y optoelectrónica. Además, los optosemiconductores se utilizan principalmente en aplicaciones aeroespaciales, como el láser pulsado y Detección y alcance de luz (LiDAR) , lo que impulsaría el crecimiento segmentario.

El semiconductor de potencia se utiliza principalmente en satélites, transbordadores espaciales y aviones para suministrar energía. Se prevé que el segmento de semiconductores de RF registre una CAGR más alta durante el período de pronóstico, impulsado por el creciente uso de este dispositivo en aplicaciones de comunicaciones móviles avanzadas. Tiene numerosas propiedades beneficiosas, como una amplificación de alta corriente y un bajo consumo de energía en estado apagado.

Por análisis de tamaño de oblea

El segmento de oblea de 4 pulgadas tendrá la mayor participación impulsado por el uso en amplificadores de alta potencia

Según el tamaño de la oblea, el mercado se clasifica en oblea de 2 pulgadas, oblea de 4 pulgadas y oblea de 6 pulgadas o más. El tamaño de 2 pulgadas es una combinación de compuestos esotéricos como el fosfuro de indio y el grafeno. Se utiliza principalmente en aplicaciones de defensa. El segmento de obleas de 4 pulgadas tuvo la mayor participación del mercado durante el período de pronóstico. Este crecimiento se debe a la creciente demanda del uso de dispositivos optoelectrónicos, interfaces de telecomunicaciones, amplificadores de alta potencia y dispositivos de alta temperatura. La adaptabilidad de un sustrato de 4 pulgadas para aplicaciones de comunicaciones espaciales también acelerará el crecimiento.

Se proyecta que el segmento de obleas de 6 pulgadas y más registre una CAGR más alta durante el período de pronóstico. Este crecimiento se ve impulsado por el uso cada vez mayor de esta oblea en equipos de defensa para alto voltaje de ruptura y baja fuga de corriente. La creciente adopción de esta oblea en aplicaciones comerciales, como sistemas para evitar colisiones en automóviles y estaciones base celulares inalámbricas, también contribuiría al crecimiento.

Por análisis de componentes

El segmento de transistores liderará impulsado por su creciente adopción en dispositivos habilitados para 4G

Según los componentes, el Mercado de dispositivos de nitruro de galio se segmenta en transistor, diodo, rectificador, circuito integrado de potencia y otros. El segmento de transistores tendrá una participación dominante en el mercado durante los próximos años debido a la creciente adopción de transistores en dispositivos habilitados para 4G. Además, la creciente adopción de transistores GaN en sistemas de propulsión para vehículos eléctricos en forma de transistores bipolares de puerta aislada y transistores de efecto de campo también impulsaría el crecimiento.

Los diodos se utilizan para aislar señales de fuentes de suministro. Son válvulas de retención eléctricas y permiten que la electricidad fluya de positivo a negativo en una sola dirección. La rectificación, la emisión de luz y la disipación de carga inductiva son algunas de las principales características de los diodos.

Los rectificadores son convertidores de potencia que se utilizan para convertir corriente alterna (CA) en corriente continua (CC) y viceversa. Actúan como fuentes de alimentación para televisión, equipos informáticos y comunicaciones por radio tácticas.

Se prevé que el segmento de circuitos integrados de energía muestre una CAGR significativa durante el período de pronóstico. Este crecimiento se atribuye al uso cada vez mayor de circuitos integrados de potencia basados ​​en GaN en estaciones base aéreas inalámbricas para mejorar la confiabilidad de las comunicaciones. El otro segmento consta de un diodo rectificador, que se utiliza en varias aplicaciones, como rectificar un voltaje, convertir CA en voltajes CC y mezclar varias señales.       

Por análisis de aplicaciones

Aumento del uso en aviones de combate para impulsar el segmento de detección y alcance de luz

En términos de aplicación, el mercado de dispositivos de nitruro de galio se segmenta en detección y alcance de luz, carga inalámbrica y de vehículos eléctricos, radar y radiofrecuencia satelital, y otros. Se espera que el segmento de detección y alcance de luz alcance y genere una participación de mercado dominante en los próximos años. El predominio se debe a su creciente uso en aviones de combate para calcular distancias. Se realiza iluminando el objetivo con ayuda de luz láser y calculando el reflejo con un sensor. Se prevé que la gran demanda de UAV LIDAR en aplicaciones de mapeo de corredores impulse el crecimiento.

Se prevé que el segmento de carga inalámbrica y de vehículos eléctricos muestre una CAGR significativa. Este crecimiento se atribuye a la creciente demanda de vehículos eléctricos en todo el mundo. En las operaciones en el campo de batalla, los combatientes pueden llevar 15 kg o más de baterías para alimentar sus radios y otros dispositivos electrónicos, que son fundamentales para sus misiones. Es probable que la carga inalámbrica y de vehículos eléctricos elimine la carga adicional de baterías, aumentando así la eficiencia del soldado en las operaciones en el campo de batalla.

El sistema de radar basado en GaN está diseñado para proteger aviones y buques de guerra de cohetes, artillería, misiles de crucero, vehículos aéreos no tripulados (UAV) , morteros y otros objetivos poco observables. La radiofrecuencia satelital se utiliza para comunicaciones satelitales, redes de televisión satelital de tiempo completo, así como transmisiones satelitales sin procesar. Las subbandas de frecuencia de radar de banda X se utilizan principalmente en instituciones civiles, militares y gubernamentales para el control del tráfico aéreo, el control del tráfico de embarcaciones marítimas, el monitoreo del clima y la detección de la velocidad de los vehículos para las fuerzas del orden.

El otro segmento está formado por conductores de potencia. Están revolucionando el mundo de la ingeniería energética al mejorar la velocidad, aumentar la eficiencia y proporcionar una mayor densidad de potencia mediante el uso de MOSFET de silicio.

Por análisis del usuario final

El segmento de defensa registrará una CAGR más alta durante el período de pronóstico

En términos de usuarios finales, el mercado está segmentado en aeroespacial, defensa, salud, energías renovables, tecnología de la información y las comunicaciones, entre otros. Se espera que el segmento de tecnologías de la información y la comunicación obtenga una participación dominante. Ocurriría debido a la creciente adopción de la tecnología Internet de las cosas (IoT) para aplicaciones comerciales. Así, aplicaciones como el análisis en tiempo real, la inteligencia artificial (IA) y la conectividad con la llegada del 5G pueden trasladar las actividades de los dispositivos locales a la tecnología de la nube.

En el segmento aeroespacial, los dispositivos GaN se utilizan principalmente en celdas pequeñas, densificación de redes de cabezales de radio remotos y sistemas de antenas distribuidas (DAS). Estos dispositivos se utilizan en centros de datos, servidores, líneas de transmisión, estaciones base y comunicaciones por satélite. Se prevé que la creciente demanda de dispositivos y componentes de IoT rentables, imágenes médicas basadas en IA, radiografías, ultrasonidos e imágenes por resonancia magnética en la industria de la salud favorezca el crecimiento.

Se prevé que el segmento de defensa proyecte una CAGR significativa durante el período de pronóstico. Este crecimiento se atribuye a la creciente adopción de sistemas basados ​​en GaN en radares militares, guerra electrónica , contadores de bloqueadores de IED y estaciones base 3G/4G. Estos dispositivos tienen características únicas y, por lo tanto, se utilizan para construir equipos y dispositivos industriales optoelectrónicos eficientes para aplicaciones de energía renovable y alta temperatura utilizadas en la industria empresarial y de consumo.

PERSPECTIVAS REGIONALES

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El tamaño del mercado de dispositivos de nitruro de galio (GaN) en América del Norte ascendió a 7,38 mil millones de dólares en 2019. Se proyecta que el mercado en esta región será el más grande durante el período de pronóstico. Este crecimiento se debe a la presencia de actores clave en los EE. UU., a saber, Cree, Inc., Efficient Power Conversion Corporation, Macom, Microsemi, Northrop Grumman Corporation, Qorvo, Inc. y otros. El predominio de esta región también se puede atribuir a la creciente adquisición de dispositivos de nitruro de galio y otras tecnologías relacionadas en Estados Unidos y Canadá. Empresas privadas como Texas Instruments Incorporated y Qorvo, Inc se están centrando en recaudar fondos para construir dispositivos basados ​​en GaN en EE. UU. 

Se prevé que el mercado en Europa crecerá significativamente durante el período previsto. Este crecimiento se atribuye a la creciente demanda de dispositivos inalámbricos en el Reino Unido, Francia y Alemania. Se espera que la industria de la aviación en el Reino Unido adopte gradualmente una solución avanzada de administración de energía en dispositivos de SiC para aplicaciones de control de motores y suministro de energía. El SiC es un componente de bajo peso que se utiliza principalmente para reducir el consumo de combustible y las emisiones en la industria de la aviación.

Se espera que Asia Pacífico registre un crecimiento considerable respaldado por la presencia de actores clave del mercado en esta región, como Epistar Corporation, Mitsubishi Electric Corporation, Nichia Corporation y Toshiba Corporation. También se prevé que la alta demanda de dispositivos GaN de las economías emergentes, como China e India, para su uso en su industria de defensa, favorezca el crecimiento.

En Medio Oriente, es probable que la creciente demanda de dispositivos de GaN de Arabia Saudita para la exploración de petróleo y gas en alta mar y servicios médicos de emergencia impulse el crecimiento. También se estima que el resto del mundo exhibirá un crecimiento significativo debido a la creciente adopción de la tecnología IoT en África y América Latina.

JUGADORES CLAVE DE LA INDUSTRIA

Los actores clave se centran en la expansión empresarial mediante el lanzamiento de nuevos productos y la firma de contratos

La industria está representada por la presencia de muchos actores dominantes que poseen importantes cuotas de mercado. Se están centrando en asociaciones estratégicas, fusiones, adquisiciones y colaboraciones. El panorama competitivo del mercado muestra el dominio de jugadores seleccionados como Cree, Inc., Infineon Technologies AG, Efficient Power Conversion Corporation, Epistar Corporation, GaN Systems y Macom. Los actores clave se centran principalmente en diversas carteras de productos del semiconductor global de nitruro de galio, gestión de inventario, gestión de la cadena de suministro, mantenimiento y otras soluciones.  En junio de 2019, Integra Technologies y la Fuerza Aérea de los EE. UU. (USAF) firmaron un contrato para expandir la tecnología de dispositivos GaN para aplicaciones de radar. La tecnología de dispositivos semiconductores de nitruro GaN se utiliza principalmente para aplicaciones de energía de radiofrecuencia (RF) de estado sólido.

LISTA DE EMPRESAS CLAVE PERFILADAS:

• Cree, Inc. (Estados Unidos)


• Infineon Technologies AG (Alemania)


• Corporación de Conversión de Energía Eficiente. (Estados Unidos)


• Corporación Epistar (Taiwán)


• Sistemas GaN (Canadá)


• Macom (Estados Unidos)


• Microsemi (Estados Unidos)


• Corporación Mitsubishi Electric (Japón)


• Corporación Nichia (Japón)


• Northrop Grumman Corporation (Estados Unidos)


• Semiconductores Nxp. (Países Bajos)


• Qorvo, Inc (EE.UU.)


• Instrumentos de Texas incorporados. (Estados Unidos)


• Corporación Toshiba (Japón)

DESARROLLOS CLAVE DE LA INDUSTRIA:

• En mayo de 2021 , Raytheon Technologies Corporation se asoció con GlobalFoundries para desarrollar y comercializar un proceso de nitruro de galio (GaN) sobre silicio para 5G y 6G RF. La tecnología de proceso GaN mejora el rendimiento de RF. Mantiene los costos operativos y de producción y permite niveles de potencia y eficiencia energética para los estándares de frecuencia operativa de ondas milimétricas de RF 5G y 6G.


• En enero de 2021, Yaskawa Electric Corporation, una empresa japonesa de electrónica de potencia, se asoció con Transphorm, un proveedor de productos de conversión de energía basado en GaN en California. Según el acuerdo, Yaskawa utilizará los dispositivos de potencia GaN de Transphorm para aplicaciones de conversión de energía industrial que incluyen variadores de frecuencia y servomotores.


• En febrero de 2021 , Northrop Grumman firmó un contrato por valor de 236,9 millones de dólares con el Departamento de Defensa de EE. UU. para desarrollar ocho sistemas de radar activos de barrido electrónico con nitruro de galio para el Cuerpo de Marines de EE. UU.


• En abril de 2020 , Nexperia lanzó una nueva gama de dispositivos GaN FET con tecnología GaN HEMT H2 de alto voltaje de próxima generación en empaques de montaje en superficie TO-247 y CCPAK. La nueva tecnología empleó vías epi-vías, reduciendo los defectos y reduciendo el tamaño del troquel en aproximadamente un 24%.


• En abril de 2020 , Transphorm Inc. lanzó FET de potencia SuperGaN junto con la plataforma GaN Gen IV. La tecnología avanzada de la empresa incluye avances en la capacidad de diseño, el rendimiento y el costo en comparación con sus generaciones anteriores de GaN.

COBERTURA DEL INFORME

Una representación infográfica de Gallium Nitride (GaN) Devices Market

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El informe de investigación de mercado de dispositivos de nitruro de galio proporciona un análisis estructurado del mercado. Se centra principalmente en aspectos clave como los principales actores del mercado, el tipo de dispositivo, los componentes, las aplicaciones, la presencia industrial de los dispositivos GaN de nitruro de galio a nivel mundial y las principales tendencias tecnológicas del mercado de dispositivos semiconductores GaN. Además de esto, el informe ofrece aspectos destacados de los desarrollos clave de la industria. Además, ofrece varios factores que han contribuido a la tasa de crecimiento del informe de mercado de dispositivos semiconductores GaN en los últimos años.

Alcance y segmentación del informe