窒化ガリウムデバイスの市場規模、シェア、新型コロナウイルス感染症の影響分析、デバイスタイプ別（光半導体デバイス、パワー半導体デバイス、Rf半導体デバイス）、ウェーハサイズ別（2インチウェーハ、4インチウェーハ、6インチウェーハ）インチ以上のウェーハ）、コンポーネント別（トランジスタ、ダイオード、整流器、パワーICなど）、アプリケーション別（光検出と測距、ワイヤレスおよびEV充電、レーダーおよび衛星無線周波数など）、エンドユーザー別、および地域別の予測、2020 ～ 2027 年

世界の窒化ガリウム (GaN) デバイス市場規模は、2019 年に 205 億 6000 万米ドルで、2020 年から 2027 年の CAGR 4.28% で、2020 年の 211 億 8000 万米ドルから 2027 年には 284 億米ドルに成長すると予測されています。 CAGRの上昇はこの市場の需要と成長に起因しており、パンデミックが終息するとパンデミック前のレベルに戻ります。新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の世界的な影響は前例のない驚異的なものであり、窒化ガリウム（GaN）デバイスはパンデミックのさなか、すべての地域の需要にプラスの影響を与えています。私たちの分析に基づくと、世界の GaN デバイス市場は、2016 年から 2019 年の平均前年比成長と比較して、2020 年に 1.03% の成長を示すと予想されます。

窒化ガリウム (GaN) は、技術的に進歩した第 3 バンドギャップ半導体デバイスです。 GaN デバイスは高出力トランジスタに適しており、高温での動作が可能です。大きな電場、より高いエネルギー効率、より高い飽和速度、ブレークダウン電圧、および熱伝導は、GaN ベースのデバイスの主な特徴です。 2020 年 2 月、STMicroelectronics と台湾積体電路製造会社は、統合型とディスクリート型の両方を供給するための GaN プロセス技術の開発を加速するために協力しました。

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）のパンデミックにより、IoT ベースのシステムの売上増加が需要を拡大

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）のパンデミックは市場にプラスの影響を与えています。この成長は、2020年3月から2020年9月までの期間におけるエレクトロニクス製品およびサービスの需要の増加によるものです。米国、中国、欧州連合は、コロナウイルスの影響を軽減するために国家的なロックダウンを実施しています。ロックダウン期間中、いくつかの多国籍企業は在宅勤務文化を開始するために厳格な政府規則と規制を打ち出しました。これは、携帯電話、充電器、ラップトップ、IoT ベースのデバイスなどのエレクトロニクス製品に対する需要の高まりを反映するものと考えられます。急速充電器とIoTベースのサービスに対する高い需要は、窒化ガリウムベースの半導体システムの売上を直接増加させることになるでしょう。新型コロナウイルス感染症のパンデミックはサプライチェーンを改善し、窒化ガリウム（GaN）半導体デバイスの成長をもたらすだろう。したがって、市場にプラスの影響を与えることが期待されます。

すべての地域の中で、製造業者のサプライ チェーン管理の改善により、北米とアジア太平洋の市場が最も大きな影響を及ぼしました。東芝や三菱電機など、アジア太平洋地域に拠点を置く企業は、需要を達成するために GaN デバイスの運用活動を改善しました。これにより、GaN ベースのシステムの納入が大幅に増加すると予想されます。しかし、Cree, Inc.、Infineon Technologies AG、EPISTAR Corporation などのいくつかの企業は、生産性、機敏性、接続性の向上を目的として、GaN デバイスのデジタル変革に投資しています。これにより、2022 年から 2027 年の期間中に市場を回復できるでしょう。

最新トレンド

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GaN テクノロジーを使用した高速モバイル充電器の導入は重要なトレンドです

GaN テクノロジーの統合により、携帯端末に高速充電機能が提供されます。 2020年9月、BBKエレクトロニクス（OPPO社）は、超薄型50ワット高速充電器の製造を可能にする窒化ガリウムパワーICの全面採用を発表した。 GaN コンポーネントと統合制御ソリューションの使用により、携帯電話の充電時間が短縮されます。窒化ガリウムデバイスは、電源分野の革命を引き起こす超高周波電源ソリューションの管理に使用されます。レーダー設計における窒化ガリウム半導体の使用の増加により、市場の成長が促進される可能性があります。さらに、GaN 半導体は、広帯域通信用の戦術無線機を構築するために戦闘機で使用されています。

推進要因

成長を促進するために商業用途での GaN の使用が急増

有線通信におけるエネルギー効率の高い GaN デバイスとパワー半導体の需要の増加により、市場の成長が促進されると予想されます。この成長は、さまざまなインターネット サービス プロバイダーが光ケーブル ワイヤによる大容量、ユビキタス接続、低遅延のネットワークの提供に主に注力しているため、電気通信領域の拡大によるものです。炭化ケイ素 (SiC) および窒化ガリウムベースの半導体は、低コストで優れた電力効率を実現できるため、エネルギー効率が優れています。インフィニオン テクノロジーズは、電源トランスの外部ギャップ保護を提供する発光ダイオード (LED) や避雷器の開発のために、シリコン (Si)、炭化ケイ素 (SiC)、窒化ガリウム (GaN) を製造しています。

5G インフラストラクチャでの窒化ガリウムの使用の可能性も、市場の成長を促進することになります。トラフィック容量、遅延、エネルギー効率、データレートの点で、4G テクノロジーは 5G テクノロジーに置き換わります。 5G テクノロジーは、2021 年に商業的に開始される予定です。これにより、より低コストでより効率的な通信ネットワークなど、多くのメリットが得られます。 AT&T や Nokia などの大手通信企業は、米国全土で 5G テクノロジーを構築するための研究開発 (R&D) イニシアチブに参加しています。

成長を促進するために防衛産業における GaN ベースのコンポーネントの使用が増加

防衛および航空宇宙分野における技術的に先進的な GaN システムの使用の増加により、市場の成長が促進されると予想されます。この成長は、帯域幅の拡大と、無線通信、レーダー、電子戦などにおけるパフォーマンスの信頼性に対するニーズの高まりによるものと考えられます。 SiC 材料は、その強度と硬度により、防弾ジャケットの製造に理想的な選択肢です。 GaN ベースの IC はレーダーに使用され、効率的なナビゲーションとリアルタイムの航空交通管制を可能にします。さらに、GaN は軍事用妨害波、地上無線、レーダー通信に高い動作周波数を提供できます。世界中のいくつかの防衛軍による広帯域 GaN パワー トランジスタの採用の増加は、成長を促進すると予測されています。

抑制要因

国防予算の削減により成長が制限される可能性

米国議会予算局は、現会計年度 (2020 ～ 2021 年) の連邦財政赤字は 3 兆 7,000 億ドルであり、政府への多額の支出の結果、2021 会計年度には最大 2 兆ドルを超えると推定しています。新型コロナウイルス感染症からの回復。国防予算への長期的な影響を反映する予定だ。連邦予算の赤字により国防予算が削減された。国防予算の削減は、軍用レーダー、戦術無線機、ソフトウェア無線機の需要減少に直接影響を与えるだろう。それは、この世界的な産業のダイナミクスをさらに変えるでしょう。さらに、窒化ガリウム コンポーネントの構築に関連する高い開発コストとメンテナンス コストが、この市場の成長を妨げる主な要因となっています。

セグメンテーション

デバイス タイプ別の分析

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太陽電池とレーザーの使用量増加により光半導体デバイス部門が優位に立つ

デバイスの種類に基づいて、市場は光半導体デバイス、パワー半導体デバイス、RF 半導体デバイスに分類されます。光半導体デバイスセグメントは、2019年の窒化ガリウムデバイス市場で圧倒的なシェアを保持しました。この成長は、太陽電池、フォトダイオード、レーザー、LED、オプトエレクトロニクスの用途における光半導体デバイスの需要の増加に起因しています。さらに、光半導体はパルスレーザーや光検出測距（LiDAR）などの航空宇宙用途で主に使用されており、セグメント的な成長を促進すると考えられます。

パワー半導体は、主に人工衛星、スペースシャトル、航空機で電力供給の目的で使用されています。 RF半導体セグメントは、高度なモバイル通信アプリケーションでのこのデバイスの使用の増加により、予測期間中により高いCAGRを記録すると予測されています。高電流増幅や低いオフ状態消費電力など、多くの有益な特性を備えています。

ウェーハサイズ分析による

4 インチ ウェーハ セグメントが高出力アンプでの使用により最高シェアを維持

市場はウェーハサイズに基づいて、2 インチウェーハ、4 インチウェーハ、6 インチ以上のウェーハに分類されます。 2インチサイズはリン化インジウムやグラフェンなどの難解な化合物を組み合わせたものです。主に防衛用途で使用されます。 4 インチ ウェーハ セグメントは、予測期間中に市場で最大のシェアを保持しました。この成長は、オプトエレクトロニクス デバイス、通信フロントエンド、高出力アンプ、高温デバイスの使用に対する需要の増加によるものです。 4 インチ基板の宇宙通信アプリケーションへの適応性も、成長を加速させることになるでしょう。

6 インチ以上のウェーハセグメントは、予測期間中により高い CAGR を記録すると予測されています。この成長は、高耐圧と低漏洩電流を実現する防衛機器におけるこのウェーハの使用が増加していることによって促進されています。自動車の衝突回避システムや無線携帯電話基地局などの商業用途でのこのウェーハの採用の増加も、成長に寄与すると考えられます。

成分分析による

トランジスタ部門が 4G 対応デバイスでの採用増加で主導権を握る

市場はコンポーネントに基づいて、トランジスタ、ダイオード、整流器、パワー IC などに分類されます。 4G対応デバイスでのトランジスタの採用が増加しているため、トランジスタセグメントは今後数年間、市場で支配的なシェアを保持すると予想されます。さらに、電気自動車の推進システムにおける絶縁ゲート型バイポーラ トランジスタや電界効果トランジスタの形での GaN トランジスタの採用が増加していることも、成長を促進すると考えられます。

ダイオードは、信号を供給源から分離するために使用されます。これらは電気逆止弁であり、電気がプラスからマイナスへ一方向にのみ流れることを可能にします。整流、発光、誘導負荷散逸は、ダイオードの主な特性の一部です。

整流器は、交流 (AC) を直流 (DC) に、またはその逆に変換するために使用される電力コンバータです。これらは、テレビ、コンピュータ機器、戦術無線通信用の電源として機能します。

パワー IC セグメントは、予測期間中に大幅な CAGR を示すことが予想されます。この成長は、通信の信頼性を向上させるために、無線航空基地局での GaN ベースのパワー IC の使用が増加していることに起因しています。その他のセグメントは整流ダイオードで構成されており、電圧の整流、AC 電圧の DC 電圧への変換、さまざまな信号の混合などのいくつかの用途に使用されます。

アプリケーション分析による

光の検出と測距セグメントを強化するために戦闘機での使用が増加

アプリケーションの観点から見ると、窒化ガリウム デバイス市場は、光の検出と測距、ワイヤレスと EV の充電、レーダーと衛星無線周波数などに分類されます。光検出および測距セグメントは、今後数年間で圧倒的な市場シェアに達し、それを生み出すことが予想されます。この優位性は、距離を計算するために戦闘機での使用が増加しているためです。これは、レーザー光の助けを借りてターゲットを照明し、センサーで反射を計算することによって行われます。コリドー マッピング アプリケーションにおける UAV LIDAR の高い需要により、成長が促進されると予想されます。

ワイヤレスおよび EV 充電セグメントは、大幅な CAGR を示すことが予想されます。この成長は、世界中で電気自動車の需要が急増していることに起因しています。戦場での作戦では、戦闘員は任務に不可欠なラジオやその他の電子機器に電力を供給するために 15 kg 以上のバッテリーを運ぶことがあります。ワイヤレス充電と EV 充電により、バッテリーの余分な負荷がなくなり、兵士の戦場での作戦効率が向上すると考えられます。

GaN ベースのレーダー システムは、ロケット、大砲、巡航ミサイル、無人航空機 (UAV)、迫撃砲、その他の低観測目標から航空機や艦艇を保護するように設計されています。衛星無線周波数は、衛星通信、フルタイム衛星 TV ネットワーク、および生の衛星フィードに使用されます。 X バンド レーダー周波数サブバンドは、主に航空交通管制、海上船舶交通管制、気象監視、法執行機関の車両速度検出などの民間、軍事、政府機関で使用されています。

もう 1 つのセグメントはパワー ドライバーで構成されます。彼らは、シリコン MOSFET を使用して速度を向上させ、効率を高め、より高い電力密度を提供することで、電力エンジニアリングの世界に革命を起こしています。

エンドユーザー分析による

防衛セグメントは予測期間中により高い CAGR を記録する

エンドユーザーの観点から見ると、市場は航空宇宙、防衛、ヘルスケア、再生可能エネルギー、情報通信技術などに分類されます。情報通信技術分野が圧倒的なシェアを獲得すると予想されます。これは、商用アプリケーションにおけるモノのインターネット (IoT) テクノロジーの採用が増加しているために発生すると考えられます。したがって、リアルタイム分析、人工知能 (AI)、5G の出現による接続などのアプリケーションにより、アクティビティがローカル デバイスからクラウド テクノロジーに移行する可能性があります。

航空宇宙分野では、GaN デバイスは主にスモールセル、リモート ラジオ ヘッド ネットワークの高密度化、および分散型アンテナ システム (DAS) で使用されます。これらのデバイスは、データセンター、サーバー、伝送路、基地局、衛星通信などで使用されます。ヘルスケア業界におけるコスト効率の高い IoT デバイスとコンポーネント、AI ベースの医療画像処理、X 線撮影、超音波画像処理、および磁気共鳴画像処理に対する需要の高まりが、成長を促進すると予測されています

防衛セグメントは、予測期間中に大幅な CAGR が予測されると予想されます。この成長は、軍用レーダー、電子戦、対 IED 妨害装置、および 3G/4G 基地局における GaN ベース システムの採用の増加によるものです。これらのデバイスは独自の特性を備えているため、消費者およびエンタープライズ業界で使用される再生可能エネルギーおよび高温アプリケーション向けの効率的なオプトエレクトロニクス産業機器およびデバイスを構築するために使用されます。

地域に関する洞察

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北米の窒化ガリウム (GaN) デバイス市場規模は、2019 年に 73 億 8,000 万米ドルでした。この地域の市場は、予測期間中に最大になると予測されています。この成長は、米国における主要企業、すなわち Cree, Inc.、Efficient Power Conversion Corporation.、Macom、Microsemi、Northrop Grumman Corporation、Qorvo, Inc. などの存在によるものです。この地域の優位性は、米国とカナダにおける窒化ガリウムデバイスおよびその他の関連技術の調達の増加にも起因しています。 Texas Instruments Incorporated や Qorvo, Inc などの民間企業は、米国で GaN ベースのデバイスを製造するための資金調達に注力しています。

ヨーロッパの市場は、予測期間中に大幅に成長すると予測されています。この成長は、英国、フランス、ドイツでの無線デバイスの需要の増加によるものです。英国の航空業界では、電源およびモーター制御アプリケーション向けに、SiC デバイスの高度な電源管理ソリューションを採用することが徐々に期待されています。 SiC は、航空業界で燃料消費量と排出ガスを削減するために主に使用されている軽量コンポーネントです。

アジア太平洋地域は、エピスター社、三菱電機社、日亜化学工業社、東芝社など、この地域の主要市場プレーヤーの存在に支えられ、大幅な成長を記録すると予想されています。中国やインドなどの新興国では、防衛産業での使用を目的とした GaN デバイスの高い需要も成長を促進すると予想されています。

中東では、海洋石油・ガス探査や緊急医療サービス向けにサウジアラビアからの GaN デバイスの需要が増加しており、成長を促進する可能性があります。アフリカとラテンアメリカでの IoT テクノロジーの導入の急増により、世界のその他の地域でも大幅な成長が見込まれると推定されています。

主要な業界関係者

主要企業は新製品の発売と契約締結による事業拡大に注力

この業界は、大きな市場シェアを保持する多数の有力企業の存在によって代表されます。彼らは戦略的パートナーシップ、合併と買収、コラボレーションに重点を置いています。市場の競争状況は、Cree, Inc.、Infineon Technologies AG、Efficient Power Conversion Corporation.、Epistar Corporation、GaN Systems、Macom などの選ばれたプレーヤーの支配を示しています。主要企業は主に、世界的な窒化ガリウム半導体、在庫管理、サプライチェーン管理、メンテナンス、その他のソリューションの多様な製品ポートフォリオに重点を置いています。 2019年6月、Integra Technologiesとアメリカ空軍（USAF）は、レーダー用途向けのGaNデバイス技術を拡張する契約を締結した。窒化物 GaN 半導体デバイス技術は、主にソリッドステートの高周波 (RF) 電源アプリケーションに使用されます。

プロファイルされた主要企業のリスト:

• Cree, Inc. (米国)


• インフィニオン テクノロジーズ AG (ドイツ)


• Efficient Power Conversion Corporation。 (米国)


• Epistar Corporation (台湾)


• GaN システム (カナダ)


• マコム (米国)


• Microsemi (米国)


• 三菱電機株式会社（日本）


• 日亜化学工業株式会社 (日本)


• ノースロップ グラマン コーポレーション (米国)


• Nxp セミコンダクターズ。 (オランダ)


• Qorvo, Inc（米国）


• テキサス・インスツルメンツ社。 (米国)


• 東芝株式会社 (日本)

主要な業界の発展:

• 2021 年 5 月、Raytheon Technologies Corporation は、5G および 6G RF 用のシリコン窒化ガリウム (GaN) プロセスの開発と商品化を目的として GlobalFoundries と提携しました。 GaN プロセス技術により RF 性能が向上します。これにより、運用コストと生産コストが維持され、5G および 6G RF ミリ波動作周波数規格のレベルの電力と電力効率が実現されます。


• 2021 年 1 月、日本のパワー エレクトロニクス企業である安川電機株式会社は、カリフォルニアの GaN ベースの電力変換製品プロバイダーである Transphorm と提携を締結しました。この契約に基づき、安川電機は可変周波数ドライブやサーボモーターなどの産業用電力変換アプリケーションにトランスフォームのGaNパワーデバイスを使用することになります。


• 2021 年 2 月、ノースロップ グラマンは、米国海兵隊向けに 8 台の窒化ガリウム アクティブ電子走査アレイ レーダー システムを開発するため、米国国防総省と 2 億 3,690 万米ドル相当の契約を締結しました。


• 2020 年 4 月に、Nexperia は、TO-247 および CCPAK 表面実装パッケージの次世代高電圧 GaN HEMT H2 テクノロジーを搭載した新しい種類の GaN FET デバイスを発売しました。新しいテクノロジーではスルーエピ ビアを採用し、欠陥を削減し、ダイ サイズを約 24% 縮小しました。


• 2020 年 4 月、Transphorm Inc. は、第 4 世代 GaN プラットフォームとともに SuperGaN パワー FET を発売しました。同社の高度なテクノロジーには、前世代の GaN と比較して設計能力、パフォーマンス、コストの進歩が含まれます。

レポートの対象範囲

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窒化ガリウムデバイス市場調査レポートは、市場の構造化された分析を提供します。主に、主要な市場プレーヤー、デバイスの種類、コンポーネント、アプリケーション、世界的な窒化ガリウム GaN デバイスの産業上の存在感、GaN 半導体デバイス市場の主要な技術トレンドなどの重要な側面に焦点を当てています。これに加えて、このレポートは主要な業界の発展のハイライトを提供します。さらに、近年の GaN 半導体デバイス市場レポートの成長率に貢献したいくつかの要因も提供します。

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