Tamanho do mercado de dispositivos de nitreto de gálio, participação e análise de impacto COVID-19, por tipo de dispositivo (dispositivo opto-semicondutor, dispositivo semicondutor de potência e dispositivo semicondutor Rf), por tamanho de wafer (wafer de 2 polegadas, wafer de 4 polegadas e 6- Polegadas e acima do wafer), por componente (transistor, diodo, retificador, IC de potência e outros), por aplicação (detecção e alcance de luz, carregamento sem fio e EV, radar e radiofrequência por satélite e outros), por usuário final e previsão regional, 2020-2027

O tamanho global do mercado de dispositivos de nitreto de gálio foi de US$ 20,56 bilhões em 2019 e deve crescer de US$ 21,18 bilhões em 2020 para US$ 39,74 bilhões em 2032, com um CAGR de 5,20% no período 2020-2032. A América do Norte dominou o mercado de dispositivos de nitreto de gálio com uma participação de mercado de 35,89% em 2019.

O aumento do CAGR é atribuível à procura e ao crescimento deste mercado, regressando aos níveis pré-pandemia assim que a pandemia acabar. O impacto global da COVID-19 foi sem precedentes e surpreendente, com os dispositivos de nitreto de gálio (GaN) a testemunhar um impacto positivo na procura em todas as regiões no meio da pandemia. Com base em nossa análise, o mercado global de dispositivos GaN apresentará um crescimento de 1,03% em 2020 em comparação com o crescimento médio anual durante 2016-2019.

Nitreto de gálio (GaN) é um dispositivo semicondutor de terceira banda tecnologicamente avançado. O dispositivo GaN é adequado para transistores de alta potência e é capaz de operar em altas temperaturas. Grandes campos elétricos, maior eficiência energética, maior velocidade de saturação, tensão de ruptura e condução térmica são as principais características do dispositivo baseado em GaN. Em fevereiro de 2020, a STMicroelectronics e a Taiwan Semiconductor Manufacturing Company colaboraram para acelerar o desenvolvimento da tecnologia de processo GaN para o fornecimento de sistemas integrados e discretos.

Pandemia de COVID-19 aumentará a demanda apoiada por maiores vendas de sistemas baseados em IoT

A pandemia COVID-19 impactou positivamente o mercado. Este crescimento é atribuído à crescente procura de produtos e serviços eletrónicos durante o período de março de 2020 a setembro de 2020. Os EUA, a China e a União Europeia estão a implementar bloqueios nacionais para reduzir o efeito do coronavírus. Durante a era do confinamento, várias empresas multinacionais apresentaram regras e regulamentos governamentais rigorosos para iniciar a cultura de trabalho a partir de casa, o que deverá refletir a crescente procura de produtos eletrónicos, como telemóveis, carregadores, computadores portáteis e dispositivos baseados em IoT. A alta demanda por carregadores rápidos e serviços baseados em IoT deverá aumentar diretamente as vendas de sistemas semicondutores baseados em nitreto de gálio. A pandemia de COVID-19 melhoraria a cadeia de abastecimento e resultaria no crescimento de dispositivos semicondutores de nitreto de gálio (GaN). Assim, espera-se que tenha um efeito positivo no mercado.

Entre todas as regiões, o mercado da América do Norte e da Ásia-Pacífico apresentou o maior impacto devido à melhoria gestão da cadeia de abastecimento dos fabricantes. Empresas localizadas na Ásia-Pacífico, como a Toshiba Corporation e a Mitsubishi Electric Corporation, melhoraram as atividades operacionais dos dispositivos GaN para atender à sua demanda. Prevê-se que isso aumente significativamente as entregas de sistemas baseados em GaN. No entanto, várias empresas como Cree, Inc., Infineon Technologies AG e EPISTAR Corporation estão investindo na transformação digital de dispositivos GaN para fornecer melhor produtividade, agilidade e conectividade. Isto poderá recuperar o mercado durante o período 2022-2027.

ÚLTIMAS TENDÊNCIAS

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A introdução de carregadores móveis rápidos com tecnologia GaN é uma tendência significativa  

A integração da tecnologia GaN está fornecendo capacidade de carregamento rápido para aparelhos móveis. Em setembro de 2020, a BBK Electronics (OPPO Company) anunciou a adoção total de CIs de potência de nitreto de gálio para permitir a produção de carregadores de bateria rápidos ultrafinos de 50 watts. O uso de componentes GaN e soluções de controle integradas visam reduzir o tempo de carregamento dos celulares. Dispositivos de nitreto de gálio são usados ​​para gerenciar soluções de energia de ultra-alta frequência para desencadear uma revolução no campo do fornecimento de energia. O uso crescente de semicondutores de nitreto de gálio no projeto de radar provavelmente impulsionará o crescimento do mercado. Além disso, os semicondutores GaN são usados ​​em aeronaves de combate para construir rádios táticos para comunicações de banda larga.

FATORES DE CONDUÇÃO

Aumento do uso de GaN em aplicações comerciais para impulsionar o crescimento

Espera-se que a crescente demanda por dispositivos GaN com eficiência energética e semicondutores de potência na comunicação com fio impulsione o crescimento do mercado. Este crescimento é atribuído à expansão do domínio das telecomunicações, uma vez que vários fornecedores de serviços de Internet se concentram principalmente em fornecer redes com maior capacidade, conectividade omnipresente e menor latência com cabos ópticos. Os semicondutores à base de carboneto de silício (SiC) e nitreto de gálio são eficientes em termos energéticos, pois permitem maior eficiência energética a um custo menor. A Infineon Technologies está fabricando silício (Si), carboneto de silício (SiC) e nitreto de gálio (GaN) para o desenvolvimento de diodos emissores de luz (LEDs) e pára-raios para fornecer proteção externa contra lacunas para transformadores de potência.

O uso potencial de nitreto de gálio em Infraestrutura 5G também está definido para aumentar o crescimento do mercado. A tecnologia 4G será substituída pelas tecnologias 5G em termos de capacidade de tráfego, latência, eficiência energética e taxas de dados.  A tecnologia 5G está projetada para ser lançada comercialmente no ano de 2021. Traria inúmeros benefícios, como uma rede de comunicação mais eficiente e com menor custo. Gigantes das telecomunicações como AT&T e Nokia estão participando da iniciativa de pesquisa e desenvolvimento (P&D) para construir a tecnologia 5G nos EUA.

Aumento do uso de componentes baseados em GaN na indústria de defesa para impulsionar o crescimento

Prevê-se que o uso crescente de sistemas GaN tecnologicamente avançados no setor de defesa e aeroespacial impulsione o crescimento do mercado. O crescimento é atribuído à necessidade crescente de maior largura de banda, bem como à confiabilidade do desempenho em comunicações de rádio, radares, guerra eletrônica e outros. O material SiC é a escolha ideal para a fabricação de jaquetas à prova de balas devido à sua resistência e dureza. ICs baseados em GaN são usados ​​em radares para permitir navegação eficiente e monitoramento em tempo real. controle de tráfego aéreo . Além disso, o GaN pode fornecer frequências operacionais mais altas para bloqueadores militares, rádios terrestres e comunicação por radar. A crescente adoção de transistores de potência GaN de banda larga por várias forças de defesa em todo o mundo deverá ajudar no crescimento.

FATORES DE RESTRIÇÃO

A redução do orçamento de defesa pode limitar o crescimento

O Gabinete de Orçamento do Congresso dos EUA estimou que o défice orçamental federal é de 3,7 biliões de dólares no actual ano fiscal (2020-2021) e excederá até 2 biliões de dólares no ano financeiro de 2021, como resultado de elevados gastos com a COVID-19. recuperação. Prevê-se que reflicta uma implicação a longo prazo no orçamento da defesa. O orçamento de defesa foi reduzido devido ao déficit no orçamento federal. A redução no orçamento de defesa terá impacto direto na menor demanda por radares militares , rádios táticos e rádios definidos por software. Isso mudará ainda mais a dinâmica desta indústria global. Além disso, o alto custo de desenvolvimento e manutenção associado à construção de componentes de nitreto de gálio é um fator primordial que pode dificultar o crescimento deste mercado.

Mercado de dispositivos de nitreto de gálio: SEGMENTAÇÃO

Por análise de tipo de dispositivo

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Segmento de dispositivos opto-semicondutores dominará impulsionado pelo aumento do uso de células solares e lasers

Com base no tipo de dispositivo, o mercado é segmentado em dispositivos opto-semicondutores, dispositivos semicondutores de potência e dispositivos semicondutores de RF. O segmento de dispositivos opto-semicondutores detinha uma participação dominante no mercado de dispositivos de nitreto de gálio em 2019. Esse crescimento é atribuível à crescente demanda por dispositivos opto-semicondutores nas aplicações de células solares, fotodiodos, lasers, LEDs e optoeletrônica. Além disso, os opto-semicondutores são usados ​​principalmente em aplicações aeroespaciais, como laser pulsado e Detecção e alcance de luz (LiDAR) , o que impulsionaria o crescimento segmental.

O semicondutor de potência é usado principalmente em satélites, ônibus espaciais e aeronaves para fins de fornecimento de energia. Projeta-se que o segmento de semicondutores de RF registre um CAGR mais elevado durante o período de previsão, estimulado pelo uso crescente deste dispositivo em aplicações avançadas de comunicação móvel. Possui inúmeras propriedades benéficas, como alta amplificação de corrente e baixo consumo de energia fora do estado.

Por análise de tamanho de wafer

Segmento de wafer de 4 polegadas para manter a maior parcela alimentada pelo uso em amplificadores de alta potência

Com base no tamanho do wafer, o mercado é classificado como wafer de 2 polegadas, wafer de 4 polegadas e wafer de 6 polegadas e superior. O tamanho de 2 polegadas é uma combinação de compostos esotéricos como fosfeto de índio e grafeno. É usado principalmente em aplicações de defesa. O segmento de wafer de 4 polegadas detinha a maior parte do mercado durante o período de previsão. Esse crescimento se deve à crescente demanda pelo uso de dispositivos optoeletrônicos, interfaces de telecomunicações, amplificadores de alta potência e dispositivos de alta temperatura. A adaptabilidade de um substrato de 4 polegadas para aplicações de comunicação espacial também deverá acelerar o crescimento.

Projeta-se que o segmento de wafer de 6 polegadas e superior registre um CAGR mais alto durante o período de previsão. Este crescimento é alimentado pelo uso crescente deste wafer em equipamentos de defesa para alta tensão de ruptura e baixa fuga de corrente. A crescente adoção deste wafer em aplicações comerciais, como sistemas de prevenção de colisões automotivas e estações base celulares sem fio, também contribuiria para o crescimento.

Por análise de componentes

Segmento de transistores liderará impulsionado por sua crescente adoção em dispositivos habilitados para 4G

Com base nos componentes, o Mercado de dispositivos de nitreto de gálio é segmentado em transistor, diodo, retificador, IC de potência e outros. O segmento de transistores deterá uma participação dominante no mercado durante os próximos anos devido à crescente adoção de transistores em dispositivos habilitados para 4G. Além disso, a crescente adoção de transistores GaN em sistemas de propulsão para veículos elétricos na forma de transistores bipolares de porta isolada e transistores de efeito de campo também impulsionaria o crescimento.

Diodos são usados ​​para isolar sinais de fontes de alimentação. São válvulas de retenção elétricas e permitem que a eletricidade flua do positivo para o negativo em apenas uma direção. Retificação, emissão de luz e dissipação de carga indutiva são algumas das principais características dos diodos.

Retificadores são conversores de energia usados ​​para converter corrente alternada (CA) em corrente contínua (CC) e vice-versa. Eles atuam como fontes de alimentação para televisão, equipamentos de informática e comunicação de rádio tática.

Prevê-se que o segmento de IC de energia apresente um CAGR significativo durante o período de previsão. Este crescimento é atribuído ao uso crescente de ICs de energia baseados em GaN em estações base aéreas sem fio para melhorar a confiabilidade da comunicação. O outro segmento consiste em um diodo retificador, utilizado em diversas aplicações como retificação de tensão, transformação de tensões CA em CC e mistura de diversos sinais.       

Por análise de aplicação

Aumento do uso em aeronaves de combate para impulsionar o segmento de detecção de luz e alcance

Em termos de aplicação, o mercado de dispositivos de nitreto de gálio é segmentado em detecção e alcance de luz, carregamento sem fio e EV, radar e radiofrequência por satélite, entre outros. Espera-se que o segmento de detecção e alcance de luz alcance e gere uma participação de mercado dominante nos próximos anos. O domínio se deve ao seu uso crescente em aeronaves de combate para cálculo de distâncias. Isso é feito iluminando o alvo com o auxílio de luz laser e calculando o reflexo com um sensor. Prevê-se que a alta demanda por UAV LIDAR em aplicações de mapeamento de corredores impulsione o crescimento.

Prevê-se que o segmento de carregamento sem fio e EV apresente um CAGR significativo. Este crescimento é atribuído à crescente demanda por veículos elétricos em todo o mundo. Nas operações no campo de batalha, os combatentes podem transportar 15 kg ou mais de baterias para alimentar os seus rádios e outros dispositivos eletrónicos, que são essenciais para as suas missões. O carregamento sem fio e de veículos elétricos provavelmente eliminará a carga extra de baterias, aumentando assim a eficiência do soldado nas operações no campo de batalha.

O sistema de radar baseado em GaN foi projetado para proteger aeronaves e embarcações navais contra foguetes, artilharia, mísseis de cruzeiro, veículos aéreos não tripulados (UAVs) , morteiros e outros alvos pouco observáveis. A radiofrequência via satélite é usada para comunicações via satélite, redes de TV via satélite em tempo integral, bem como feeds brutos de satélite. As subbandas de frequência de radar da banda X são usadas principalmente em instituições civis, militares e governamentais para controle de tráfego aéreo, controle de tráfego de navios marítimos, monitoramento meteorológico e detecção de velocidade de veículos para aplicação da lei.

O outro segmento consiste em drivers de energia. Eles estão revolucionando o mundo da engenharia de energia, melhorando a velocidade, aumentando a eficiência e fornecendo maior densidade de potência usando MOSFETs de silício.

Por análise do usuário final

O segmento de defesa registrará um CAGR mais alto durante o período de previsão

Em termos de usuários finais, o mercado é segmentado em aeroespacial, defesa, saúde, energias renováveis, tecnologia de informação e comunicação, entre outros. Espera-se que o segmento de tecnologia de informação e comunicação obtenha uma participação dominante. Isso ocorreria devido à crescente adoção da tecnologia Internet das Coisas (IoT) para aplicações comerciais. Aplicações como análise em tempo real, inteligência artificial (IA) e conectividade com o advento do 5G podem, assim, transferir atividades de dispositivos locais para a tecnologia de nuvem.

No segmento aeroespacial, os dispositivos GaN são usados ​​principalmente em células pequenas, densificação de redes remotas de rádio e sistemas de antenas distribuídas (DAS). Esses dispositivos são usados ​​em data centers, servidores, linhas de transmissão, estações base e comunicação via satélite. A crescente demanda por dispositivos e componentes de IoT econômicos, imagens médicas baseadas em IA, radiografia, ultrassom e ressonância magnética no setor de saúde deverá favorecer o crescimento

Prevê-se que o segmento de defesa projete um CAGR significativo durante o período de previsão. Este crescimento é atribuído à crescente adoção de sistemas baseados em GaN em radares militares, guerra eletrônica , bloqueadores de IED e estações base 3G/4G. Esses dispositivos têm características únicas e, portanto, são usados ​​para construir equipamentos industriais optoeletrônicos eficientes e dispositivos para energia renovável e aplicações de alta temperatura usados ​​na indústria de consumo e empresarial.

INFORMAÇÕES REGIONAIS

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O tamanho do mercado de dispositivos de nitreto de gálio (GaN) na América do Norte foi de US$ 7,38 bilhões em 2019. O mercado nesta região deverá ser o maior durante o período de previsão. Este crescimento deve-se à presença de intervenientes importantes nos EUA, nomeadamente Cree, Inc., Efficient Power Conversion Corporation., Macom, Microsemi, Northrop Grumman Corporation, Qorvo, Inc., e outros. O domínio desta região também pode ser atribuído à crescente aquisição de dispositivos de nitreto de gálio e outras tecnologias relacionadas nos EUA e no Canadá. Empresas privadas como Texas Instruments Incorporated e Qorvo, Inc estão se concentrando na arrecadação de fundos para construir dispositivos baseados em GaN nos EUA. 

O mercado na Europa deverá crescer significativamente durante o período de previsão. Este crescimento é atribuído à crescente demanda por dispositivos sem fio no Reino Unido, França e Alemanha. Espera-se que a indústria da aviação no Reino Unido adote gradualmente uma solução avançada de gerenciamento de energia em dispositivos SiC para aplicações de fornecimento de energia e controle de motores. O SiC é um componente de baixo peso usado principalmente para reduzir o consumo de combustível e as emissões na indústria da aviação.

Espera-se que a Ásia-Pacífico registre um crescimento considerável apoiado pela presença dos principais players do mercado nesta região, como Epistar Corporation, Mitsubishi Electric Corporation, Nichia Corporation e Toshiba Corporation. A elevada procura de dispositivos GaN por parte de economias emergentes, como a China e a Índia, para utilização na sua indústria de defesa, também deverá favorecer o crescimento.

No Médio Oriente, a crescente procura de dispositivos GaN por parte da Arábia Saudita para a exploração offshore de petróleo e gás e para serviços médicos de emergência deverá impulsionar o crescimento. Estima-se também que o resto do mundo apresente um crescimento significativo devido à crescente adopção da tecnologia IoT em África e na América Latina.

PRINCIPAIS ATORES DA INDÚSTRIA

Principais participantes se concentram na expansão dos negócios por meio do lançamento de novos produtos e assinatura de contratos

A indústria é representada pela presença de muitos players dominantes que detêm quotas de mercado significativas. Eles estão se concentrando em parcerias estratégicas, fusões e aquisições e colaborações. O cenário de concorrência do mercado retrata o domínio de players selecionados, como Cree, Inc., Infineon Technologies AG, Efficient Power Conversion Corporation., Epistar Corporation, GaN Systems e Macom. Os principais participantes estão se concentrando principalmente em diversos portfólios de produtos do semicondutor global de nitreto de gálio, gerenciamento de estoque, gerenciamento da cadeia de suprimentos, manutenção e outras soluções.  Em junho de 2019, a Integra Technologies e a Força Aérea dos EUA (USAF) assinaram um contrato para expandir a tecnologia de dispositivos GaN para aplicações de radar. A tecnologia de dispositivo semicondutor de nitreto GaN é usada principalmente para aplicações de energia de radiofrequência (RF) de estado sólido.

LISTA DAS PRINCIPAIS EMPRESAS PERFILADAS:

• (EUA)


• Infineon Technologies AG (Alemanha)


• Corporação de conversão de energia eficiente. (Os EUA)


• Corporação Epistar (Taiwan)


• Sistemas GaN (Canadá)


• Macom (EUA)


• Microsemi (EUA)


• Mitsubishi Electric Corporation (Japão)


• Nichia Corporation (Japão)


• Northrop Grumman Corporation (EUA)


• Semicondutores Nxp. (Holanda)


• Qorvo, Inc (EUA)


• Texas Instruments Incorporada. (Os EUA)


• Toshiba Corporation (Japão)

PRINCIPAIS DESENVOLVIMENTOS DA INDÚSTRIA:

• Em maio de 2021 , a Raytheon Technologies Corporation firmou parceria com a GlobalFoundries para desenvolver e comercializar um processo de nitreto de gálio (GaN) em silício para RF 5G e 6G. A tecnologia de processo GaN melhora o desempenho de RF. Ele mantém os custos operacionais e de produção e permite níveis de potência e eficiência energética para padrões de frequência operacional de ondas milimétricas de RF 5G e 6G.


• Em janeiro de 2021, A Yaskawa Electric Corporation, uma empresa japonesa de eletrônica de potência, firmou uma parceria com a Transphorm, fornecedora de produtos de conversão de energia baseados em GaN na Califórnia. Pelo acordo, a Yaskawa usará dispositivos de energia GaN da Transphorm para aplicações de conversão de energia industrial que incluem inversores de frequência variável e servomotores.


• Em fevereiro de 2021 , a Northrop Grumman assinou um contrato no valor de US$ 236,9 milhões com o Departamento de Defesa dos EUA para desenvolver oito sistemas de radar de varredura eletrônica ativa de nitreto de gálio para o Corpo de Fuzileiros Navais dos EUA.


• Em abril de 2020 , a Nexperia lançou uma nova linha de dispositivos GaN FET com tecnologia GaN HEMT H2 de alta tensão de última geração em embalagens de montagem em superfície TO-247 e CCPAK. A nova tecnologia empregou vias epi, reduzindo defeitos e diminuindo o tamanho da matriz em cerca de 24%.


• Em abril de 2020 , a Transphorm Inc. lançou FETs de potência SuperGaN junto com a plataforma Gen IV GaN. A tecnologia avançada da empresa inclui avanços na capacidade de design, desempenho e custo em comparação com as gerações anteriores de GaN.

COBERTURA DO RELATÓRIO

An Infographic Representation of Gallium Nitride (GaN) Devices Market

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O relatório de pesquisa de mercado do dispositivo de nitreto de gálio fornece uma análise estruturada do mercado. Ele se concentra principalmente em aspectos-chave, como os principais players do mercado, tipo de dispositivo, componentes, aplicações, presença industrial de dispositivos GaN de nitreto de gálio global e as principais tendências tecnológicas do mercado de dispositivos semicondutores GaN. Além disso, o relatório oferece destaques dos principais desenvolvimentos do setor. Além disso, oferece vários fatores que contribuíram para a taxa de crescimento do relatório de mercado de dispositivos semicondutores GaN nos últimos anos.

Escopo e segmentação do relatório