全球GaN功率元件市場規模、份額及趨勢分析報告－產業概況及2032年預測

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GaN功率元件市場規模

• 2024 年全球 GaN 功率元件市場規模為3.7843 億美元 ，預計 到 2032 年將達到 35.6268 億美元，預測期內 複合年增長率為 32.35%。
• 市場的強勁擴張主要得益於連網家居設備和智慧家庭生態系統的日益普及和技術進步，有助於提高住宅和商業環境的數位化水準。
• 此外，消費者對安全、直覺且無縫整合的能源和設備管理解決方案的需求激增，使得GaN功率元件成為現代智慧系統供電的首選技術。這些相互交織的趨勢顯著加速了GaN功率元件的部署，最終推動市場成長。

GaN功率元件市場分析

• GaN功率裝置以其高效率和高性能而聞名，在住宅、商業和工業領域的現代電力電子應用中變得越來越重要。它們能夠實現更快的開關速度、更低的功率損耗和緊湊的系統設計，使其成為整合到智慧家庭系統、電動車和再生能源基礎設施中的理想選擇。
• 對節能緊湊型電源解決方案的需求不斷增長，加上智慧家庭技術的日益普及，是推動GaN功率裝置應用的關鍵因素。此外，消費者對先進技術的認知度不斷提高、安全意識日益增強以及向無鑰匙自動控制系統的轉變，正在鞏固GaN功率元件作為下一代智慧安全系統不可或缺組成部分的市場地位。
• 北美佔據 GaN 功率元件市場的主導地位，2024 年其收入份額最大，為 32.77%，這得益於電力電子領域對節能解決方案的需求不斷增長、電動汽車、5G 基礎設施和消費電子產品的部署不斷擴大以及強大的研發投入。
• 由於快速的城市化、工業化和消費性電子產品的激增，預計亞太地區 GaN 功率裝置市場在 2025 年至 2032 年期間的複合年增長率將達到 19.33%。  
• 2024年，功率元件領域佔據了最大的市場收入份額，這得益於其在高效能電源轉換系統中的廣泛應用。其中，分立功率裝置佔據主導地位，因為它們廣泛應用於電動車和工業設備，而這些設備對緊湊、高速的開關至關重要。

報告範圍和GaN功率元件市場細分 

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GaN功率元件市場趨勢

“各行各業對節能電源解決方案的需求不斷增長”

• 全球對節能技術的大力推動，大大推動了氮化鎵 (GaN) 功率元件在電動車 (EV)、再生能源、工業自動化和消費性電子產品等各個領域的應用。與傳統的矽基元件相比，GaN 裝置具有更高的效率、更快的開關速度和更小的尺寸，使其成為需要高功率密度和熱管理的應用的理想選擇。
  • 例如，英飛凌科技股份公司於2024年2月推出了一系列基於GaN的晶體管，旨在實現消費性電子產品和汽車充電應用中的高效功率轉換。這些裝置可降低開關損耗和發熱，從而實現更輕、更小、更有效率的系統。它們在資料中心的應用尤其突出，因為資料中心的節能和緊湊性至關重要。
• 此外，隨著世界各國政府強調碳中和，各行各業正轉向節能係統。 GaN能夠降低電力轉換過程中的能量損耗，這與這些永續發展目標高度契合，從而加速市場成長。

GaN功率元件市場動態

司機

“GaN裝置在5G基礎設施中的整合度不斷提高”

• 5G網路的全球快速部署是GaN功率元件市場的另一個大驅動力。 GaN在高頻性能、熱導率和功率效率方面的固有優勢使其成為5G基地台、射頻前端模組和衛星通訊的理想選擇。
• 2024 年 3 月，Qorvo 公司推出了旨在提升 5G 基地台效能的全新 GaN 射頻解決方案。這些元件支援更高的頻寬、更快的資料傳輸和更佳的熱管理，這些對於 5G 基礎設施的密集化至關重要。
• 隨著電信業者越來越需要緊湊可靠的組件來支援小型蜂窩部署和毫米波頻率，GaN RF 功率裝置作為傳統 LDMOS 和矽基 RF 技術的先進替代品脫穎而出。

克制/挑戰

“成本高，製造流程複雜”

• 儘管GaN功率元件具有諸多優勢，但在成本和製造複雜性方面仍面臨巨大限制。 GaN元件的生產需要昂貴的基板材料，例如碳化矽（SiC）或藍寶石，以及先進的製造技術，這導致其總體生產成本與矽元件相比增加。
• 此外，GaN製造生態系統仍持續成熟，代工廠數量有限，產量較低，導致單位成本上升。這些成本因素使得GaN裝置難以進入成本敏感型市場，例如低階消費性電子產品或經濟型汽車市場。
• 此外，製造商必須投資新的封裝技術和熱管理系統才能充分利用GaN的性能，這進一步增加了系統總成本。這些挑戰可能會減緩GaN的普及速度，尤其是在研發預算有限的中小型設備製造商。

GaN功率元件市場範圍

GaN功率元件市場根據裝置類型、電壓範圍、應用、垂直、技術、晶圓材料和晶圓尺寸進行細分。

• 依設備類型

根據元件類型，市場細分為功率元件、射頻功率元件、GaN功率模組、GaN功率分立元件和GaN功率IC。功率元件領域在2024年佔據了最大的市場收入份額，這得益於其在高效能功率轉換系統中的廣泛應用。其中，分立功率裝置佔據主導地位，因為它們廣泛應用於電動車和工業設備，而這些設備對緊湊、高速的開關至關重要。

預計2025年至2032年期間，GaN功率IC領域將實現最快的複合年增長率，這得益於5G和物聯網應用需求的成長。 MMIC和混合IC等子領域提供高效能和高整合度，對尋求緊湊型電源解決方案的設計人員極具吸引力。

• 按電壓範圍

根據電壓範圍，GaN功率元件市場細分為<200伏特、200-600伏特和>600伏特。 200-600伏特電壓段由於其在電動車充電器、資料中心和工業電源領域的應用，在2024年佔據了最大的收益份額。這些裝置在性能、熱管理和成本之間實現了平衡。

預計到 2032 年，600 伏特以上電壓領域的複合年增長率將最快，這得益於高壓電網系統和電動車基礎設施不斷增長的需求，在這些系統中，更高的電壓可以提高效率並減小系統尺寸。

• 按應用

根據應用，市場細分為功率驅動器、電源和逆變器以及射頻。電源和逆變器領域在2024年佔據了最大的市場收入份額，尤其是在開關電源和電動車充電子領域，GaN的效率和高頻特性降低了這些領域的整體系統成本。

預計到2032年，射頻領域將迎來最快的成長，射頻前端模組、雷達和衛星系統的需求將持續成長。這些設備透過提供卓越的增益和功率密度，為下一代電信和國防系統提供支援。

• 按垂直

根據垂直產業，市場細分為電信、工業、汽車、再生能源、消費者和企業、軍事、國防和航空航太以及醫療。受5G基地台和資料中心部署的推動，電信領域在2024年佔據了最高的市場份額，這些部署需要緊湊且節能的功率放大器。

預計汽車產業將在 2025 年至 2032 年間見證最快的複合年增長率，這得益於電動車普及率的不斷提高以及電動傳動系統和車載充電器對緊湊、輕便、高效動力系統的需求不斷增加。

• 依技術

根據技術，GaN功率元件市場細分為4H-SiC MOSFET、HEMT等。 HEMT（高電子遷移率電晶體）領域將在2024年引領市場，其高頻率操作、低導通電阻和卓越的熱性能備受青睞，使其成為射頻和功率轉換應用的理想選擇。

• 按晶圓材料

市場細分為碳化矽基氮化鎵 (GaN-on-SiC) 和矽基氮化鎵 (GaN-on-Si)。由於生產成本較低且適合大批量消費應用，矽基氮化鎵 (GaN-on-Si) 將在 2024 年佔據市場主導地位，並佔據最高收入份額。

碳化矽基氮化鎵 (GaN on SiC) 因其在熱導率和高壓性能方面的優勢，預計將快速成長，支援航空航太、國防和衛星通訊領域的應用。

• 按晶圓尺寸

根據晶圓尺寸，市場細分為小於150毫米、150毫米至500毫米和大於500毫米。 150毫米至500毫米晶圓尺寸在2024年佔據最大份額，因其成熟度和量產良率的平衡而受到青睞。

隨著領先的晶圓廠投資更大的晶圓格式以擴大生產規模、降低成本並滿足電動車和工業自動化日益增長的需求，預計到 2032 年，500 毫米以上的細分市場將見證最高的複合年增長率。

GaN功率元件市場區域分析

• 北美佔據 GaN 功率元件市場的主導地位，2024 年其收入份額最大，為 32.77%，這得益於電力電子領域對節能解決方案的需求不斷增長、電動汽車、5G 基礎設施和消費電子產品的部署不斷擴大以及強大的研發投入。
• 該地區技術先進的環境以及對永續電力系統的日益關注，正在推動GaN功率裝置的廣泛應用。國防、航空航太和工業自動化領域應用的不斷增長，進一步增強了市場的成長。
• 政府的支持性政策、大量資金流入半導體發展以及領先企業的存在，為該地區的快速成長創造了有利的環境。

美國GaN功率元件市場洞察

2024年，美國GaN功率元件市場佔北美市場收入份額的81%，這得益於電動車、資料中心和無線基礎設施的強勁滲透。 GaN電晶體和積體電路在高頻、高效應用中的日益普及是其主要推動力。美國再生能源系統也正在快速成長，而GaN元件憑藉其緊湊的尺寸和卓越的散熱性能，進一步推動了市場擴張。

歐洲GaN功率元件市場洞察

在綠色能源計劃、嚴格的排放法規以及電動車日益增長的趨勢的推動下，歐洲GaN功率裝置市場在預測期內預計將實現顯著的複合年增長率。 GaN功率裝置在電動車充電、光伏逆變器和工業電源領域的應用日益受到青睞。 5G和電信基礎設施投資的不斷增加也為市場提供了支撐。

英國GaN功率元件市場洞察

英國致力於引領清潔能源和數位基礎設施建設，預計GaN功率裝置市場將以強勁的複合年增長率擴張。航空航太和國防領域對下一代電力電子元件的需求不斷增長，以及向電氣化交通的轉型，正在加速GaN的普及。英國致力於減少碳足跡的戰略重點也支持了市場的持續成長。  

德國GaN功率元件市場洞察

德國作為汽車和工業創新的重要樞紐，GaN功率元件市場預計將大幅成長。對電動車發展、電網穩定性和物聯網整合的高度關注，推動了GaN組件在電源轉換器和快速充電系統的應用。此外，德國在智慧工廠自動化領域的領先地位，也推動了對緊湊型高效能電源解決方案的需求。  

亞太地區GaN功率元件市場洞察

由於快速的城市化、工業化以及消費性電子產品的激增，預計亞太地區GaN功率裝置市場在2025年至2032年間將實現最快的複合年增長率，達到19.33%。中國、日本、韓國和印度等國家處於半導體生產的前沿，並大力投資電動車、5G和人工智慧技術，而這些技術都需要基於GaN的功率解決方案。

日本GaN功率元件市場洞察

日本GaN功率裝置市場正在穩步擴張，這得益於該國對小型化和節能的重視。 GaN裝置在汽車電子、消費性電器和機器人領域的應用日益廣泛。憑藉其高科技製造生態系統和對低損耗、高效能組件的強勁需求，日本有望成為該地區成長的主要貢獻者。  

中國GaN功率元件市場洞察

2024年，中國GaN功率裝置市場佔據亞太地區最大收益份額，這得益於智慧製造、電動車和電信領域的大規模投資。中國大力推動智慧城市建設，加上政府對國內半導體產業的大力支持，正加速GaN的普及。大型OEM及ODM廠商的加入，進一步提升了GaN在各領域的市場滲透率。

GaN功率元件市場佔有率

GaN功率元件產業主要由知名公司主導，包括：

• Cree, Inc.（現為Wolfspeed）（美國）
• 英飛凌科技股份公司（德國）
• Qorvo公司（美國）
• MACOM（美）
• Microsemi（Microchip Technology 旗下公司）（美國）
• 三菱電機株式會社（日本）
• 高效率電源轉換公司（EPC）（美國）
• GaN Systems（加拿大）
• 納維半導體（美國）
• 東芝電子元件及儲存裝置株式會社（日本）
• 埃克薩根（法國）
• VisIC Technologies（以色列）
• Integra Technologies, Inc.（美國）
• Transphorm Inc.（美國）
• GaNpower（中國）
• ADI公司（美國）
• 松下公司（日本）
• 德州儀器公司（美國）
• Ampleon（荷蘭）
• 諾斯羅普·格魯曼公司（美國）
• Dialog Semiconductor（瑞薩電子旗下）（英國）

全球GaN功率元件市場最新動態

• 2024年4月，英飛凌科技股份公司推出了一系列全新高效GaN功率電晶體，旨在提升電動車和再生能源系統的功率轉換效率。此舉彰顯了英飛凌致力於推動永續能源解決方案的決心，即利用GaN技術減少能源損耗，並改善關鍵應用中的熱管理。
• 2024年3月，Qorvo公司推出了針對5G基礎設施優化的新一代GaN射頻功率裝置，支援更高的頻段和更高的功率密度。隨著全球5G的加速普及，這項進展體現了Qorvo致力於打造更快、更可靠的無線通訊網路的承諾。
• 2024年2月，納微半導體宣布與一家領先的電動車製造商達成策略合作，將GaN功率IC整合到車載充電器和逆變器中。此次合作旨在縮短充電時間，提高車輛效率，並推動電動車市場的創新。
• 2024年1月，GaN Systems推出了一款專為消費性電子產品和快速無線充電應用量身定制的新型緊湊型GaN功率模組。該模組體積小巧、效率高，滿足了市場對輕量級和便攜式充電解決方案日益增長的需求。
• 2024年1月，三菱電機公司投資新建一家專注於碳化矽（SiC）晶圓基板的製造工廠，並擴大了其GaN裝置的製造能力。此次擴建旨在滿足工業和汽車領域對高性能GaN功率元件日益增長的需求。

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