GaN半導体デバイス市場規模とシェア
Mordor IntelligenceによるGaN半導体デバイス市場分析
窒化ガリウム半導体デバイス市場規模は2025年に41億3,000万米ドルに達し、2030年までに91億4,000万米ドルに達すると予測され、堅調な年平均成長率17.22%を反映しています。この急成長は、従来のシリコンと比較して、より高い効率、より高速なスイッチング、優れた熱性能を提供するGaNの固有の能力を反映しています。市場の勢いは、2024年と2025年初頭において、3つの同時発生する変化によって強化されました:800V電気自動車パワートレイン、高出力無線周波数アンプを必要とする大規模な5G展開、そして100Wを超える超コンパクトUSB-C充電器への消費者需要です。同時に、グローバルなエネルギー効率規制が強化され、データセンター事業者と産業機器メーカーを、損失を削減し冷却オーバーヘッドを縮小するGaNベースの変換ステージへと押し進めました。企業投資はこの傾向を裏付けるものであり、Infineon、Renesas、その他の既存企業が買収を通じてGaN容量を拡大し、日本と欧州連合の地域インセンティブが6インチおよび8インチウェーハ向けのグリーンフィールドファブを加速させました。
主要レポート要点
- デバイス タイプ別では、パワー半導体が2024年の窒化ガリウム半導体デバイス市場シェアの55.2%を占めてリードし、RFデバイスは2030年まで年平均成長率19.1%で進展すると予測されています。
- コンポーネント別では、ディスクリート トランジスタが2024年の窒化ガリウム半導体デバイス市場規模の57.2%のシェアを占めており、モノリシック パワーICは年平均成長率31.1%で拡大する予定です。
- 電圧定格別では、100-650Vクラスが2024年に70.3%の売上シェアを獲得し、650V超セグメントは800V EVプラットフォームを背景に年平均成長率42.2%で最も速く成長しています。
- ウェーハ サイズ別では、4インチ基板が2024年に60.2%のシェアで優位を占め、コスト パリティが接近する中、6インチおよび8インチ生産ラインは年平均成長率37.1%で成長すると予測されています。
- 基板技術別では、GaN-on-SiCが2024年に60.2%のシェアを維持し、GaN-on-Siが2030年まで年平均成長率42.2%で最も速く上昇しています。
- パッケージング別では、QFNなどの表面実装形式が2024年に52.2%のシェアを保持し、チップスケール パッケージが年平均成長率36.1%で最高のペースを提供しています。
- エンドユーザー産業別では、通信・データ通信インフラが2024年売上の35.1%を占め、自動車・e-モビリティは2030年までの年平均成長率35.1%でそのセグメントのペースに匹敵しています。
- 地域別では、アジア太平洋が2024年に38.2%のシェアを握り、10年末までの年平均成長率29.1%で最も速い地域拡大を示しています。
グローバルGaN半導体デバイス市場のトレンドと洞察
促進要因影響分析
| 促進要因 | 年平均成長率予測への影響(〜)% | 地域的関連性 | 影響タイムライン |
|---|---|---|---|
| 中国系OEMロードマップ主導の65-240W USB-C PD GaN充電器の普及 | +3.2% | グローバル、アジア太平洋と北米で最も高い影響 | 短期(2年以内) |
| アジアとインドでの200W超GaN-on-SiC PAを必要とする5G大規模MIMOマクロセル展開 | +4.1% | 中国、インド、日本、韓国に焦点を当てたアジア太平洋 | 中期(2~4年) |
| 双方向GaN OBCとDC-DC採用を推進する800V EVプラットフォームへのシフト | +3.8% | 欧州、中国、北米での早期採用を伴うグローバル | 中期(2~4年) |
| GaNコンバータを選択する重量重要なMore-Electric航空機とeVTOLパワートレイン | +1.9% | 北米と欧州 | 長期(4年以上) |
| GaN Ku/Ka帯域SSPAに移行するLEO コンステレーション衛星 | +1.5% | 北米と欧州を中心とした開発によるグローバル | 中期(2~4年) |
| GaN容量拡大を加速する日本とEUファブ インセンティブ | +2.7% | 日本と欧州 | 中期(2~4年) |
| 情報源: Mordor Intelligence | |||
中国系OEMロードマップ主導の65-240W USB-C PD GaN充電器の普及
中国の消費者電子機器ブランドは、超コンパクトなユニバーサル シリアル バス パワーデリバリー充電器への急速な移行を推進しました。2024年にリリースされたモデルは最大240Wを供給しながら、シリコン同等品と比較して体積を40%縮小し、小売価格を35%下げました。AnkerのGaN Primeラインは1.8W/cm³を超える電力密度を実現し、ポケットサイズの筐体内でラップトップと携帯電話のマルチプロトコル充電を可能にしました。[1]Anker Innovations, "Anker GaN Prime Series Specifications," anker.comコストダウンがアジア太平洋と北米での主流採用を刺激し、窒化ガリウム半導体デバイス市場全体に波及する単位体積を押し上げました。
アジアとインドでの200W超GaN-on-SiC PAを必要とする5G大規模MIMOマクロセル展開
中国、インド、日本のモバイル ネットワーク オペレーターは、2024年に3.5GHz以上でGaN-on-SiCパワーアンプを使用するマクロ基地局を15,000基以上展開しました。このスイッチにより消費電力が25%削減され、カバレッジが18%拡大し、ある大手日本通信事業者にとって年間1,800万米ドルの営業費用節約につながりました。このような経済性がGaN PA設計勝利を確実にし、窒化ガリウム半導体デバイス市場全体でアドレス可能売上を拡大しています。
双方向GaN OBCとDC-DC採用を推進する800V EVプラットフォームへのシフト
2024年に欧州と中国で発売された高級電気自動車プラットフォームは、800Vで動作する双方向GaNオンボード充電器を統合しました。このアーキテクチャにより10-80%充電状態時間が20分未満に短縮され、所有者に年間最大1,200米ドルを稼ぐことができる車両対グリッドサービスが可能になりました。効率は97.5%に達し、同等のSiCステージを2.8%上回り、冷却質量を40%削減し、窒化ガリウム半導体デバイス市場全体の成長を促進しています。
GaNコンバータを選択する重量重要なMore-Electric航空機とeVTOLパワートレイン
大手航空機OEMが主要配電ユニットでシリコンモジュールをGaNコンバータに置き換え、システム重量を125kg削減し、変換効率を3.8%向上させました。生涯燃料節約は1機当たり140万米ドルと評価されました。このようなデータが航空におけるGaNへの信頼を強化し、窒化ガリウム半導体デバイス市場の長期的な滑走路を開きました。
制約要因影響分析
| 制約要因 | 年平均成長率予測への影響(〜)% | 地域的関連性 | 影響タイムライン |
|---|---|---|---|
| 限られた200mm GaN-on-Siエピ ウェーハ サプライ チェーン ボトルネック | −2.1% | アジア太平洋で最も高い影響を伴うグローバル | 中期(2~4年) |
| 自動車グレード0認定向け175°C超でのゲート信頼性課題 | −1.8% | 特に自動車用途に影響するグローバル | 中期(2~4年) |
| 新興市場での3.5GHz未満マクロPAでのLDMOSとのコスト差 | −1.3% | アジア、アフリカ、中南米の新興市場 | 短期(2年以内) |
| E-mode GaN QFN/CSPパッケージ向け断片化されたテスト/パッケージング エコシステム | −1.6% | グローバル | 短期(2年以内) |
| 情報源: Mordor Intelligence | |||
限られた200mm GaN-on-Siエピ ウェーハ サプライ チェーン ボトルネック
2024年に200mm GaN エピタキシャル ウェーハを生産する認定サプライヤーは10社未満でした。歩留まりはシリコン ベンチマークを15-20%下回り、スループットを制約し、プレミアム価格を維持しました。ある欧州Tier-1自動車サプライヤーは6か月の生産遅延を記録し、2,800万ユーロ(3,020万米ドル)相当の戦略的在庫バッファーを強制されました。ボトルネックが窒化ガリウム半導体デバイス市場内の短期ボリュームに重くのしかかっています。
自動車グレード0認定向け175°C超でのゲート信頼性課題
ゲート界面での電荷トラップが175°Cで閾値ドリフトを引き起こします。ある日本部品メーカーは、高温ストレステストが失敗した後、2024年に製品発売を11か月延期し、4億2,000万円(280万米ドル)の再設計コストが追加されました。これらの信頼性ハードルがボンネット下環境での採用を遅らせ、窒化ガリウム半導体デバイス市場全体の成長を抑制しています。
セグメント分析
デバイス タイプ別:パワー半導体が効率革命を支配
窒化ガリウム半導体デバイス市場のパワー半導体スライスは2024年に55.2%のシェアを保持し、2030年まで年平均成長率19.1%で複合成長すると予測されています。データセンター事業者は、98.2%の効率に達するGaNサーバー電源装置にアップグレードすることで、施設当たり230万米ドルを節約しました。[2]EPC Corporation, "eGaN FETs Elevate Data-Center Efficiency," epc-co.comRFデバイスは5G大規模MIMOインフラと防衛レーダーがプレミアム需要を維持するため続きました。
成熟は戦略的分岐を示しました。InfineonなどのシリコンIncumbentsは自動車グレードGaN MOSFETラインを拡大し、WolfspeedなどのRF専門家は3.5GHz超マクロセル向けGaN-on-SiC熱ヘッドルームを活用しました。統合パワー ステージ プロバイダーは、ディスクリート販売を超えて移行することで、より高いマージンを獲得しました。したがって、窒化ガリウム半導体デバイス市場は統合と垂直統合の両方を経験し、スケール優位性を強化しています。
注記: すべての個別セグメントのセグメント シェアはレポート購入時に利用可能
コンポーネント別:トランジスタがリード、パワーICが急成長
高電子移動度トランジスタが2024年に57.2%の売上を占めましたが、モノリシック パワーICが年平均成長率31.1%で他のすべてのカテゴリーを上回りました。ある中国のスマートフォンOEMは、ディスクリート スイッチを単一のGaN ICに置き換えることで充電器部品表を18%削減し、部品点数を45%縮小し、ボリューム ランプを触媒しました。
統合は電磁両立性を改善し、寄生成分を削減します。これは、窒化ガリウム半導体デバイス市場がシステムイン パッケージ設計に傾く理由を説明する利点です。モジュール サプライヤーは高出力設備に対応し、ダイオード販売は補助整流役割で安定しています。
電圧定格別:高電圧が成長を牽引
100-650Vコリドーは、消費者、データセンター、48V産業レールと一致するため、2024年に70.3%のシェアを維持しました。一方、650V超帯域は800V推進アーキテクチャに牽引され、年平均成長率42.2%で先頭を走っています。ある高級EVブランドは900V GaNステージを使用して10-80%充電時間を28分に短縮し、SiCと比較して充電器質量を3.2kg削減しました。
この移行は新しい絶縁およびテスト標準を促し、純粋プレイ サプライヤーに課題を与えています。それにもかかわらず、窒化ガリウム半導体デバイス市場は650Vを超える信頼性を検証できる者に報い、収益性の高い自動車価値プールを解き放ちます。
ウェーハ サイズ別:スケーリングがコスト削減を推進
4インチウェーハは2024年に60.2%の出荷を占めましたが、ボリューム需要が急上昇する中、6インチと8インチラインは年平均成長率37.1%で成長しました。ある日本ファウンドリの6インチへの移行により、ダイ出力が140%向上し、単位コストが32%削減され、20か月未満で資本回収を達成しました。
Toyota Goseiの実験室成長8インチバルクGaN結晶とInnoscienceの専用8インチGaN-on-Siファブは、スケール波を例示しています。歩留まりが上昇するにつれて、窒化ガリウム半導体デバイス市場は主流家電でのシリコンとの価格パリティへの道筋を得ています。
基板技術別:GaN-on-SiがSiC優位性に挑戦
GaN-on-SiCは通信・防衛熱要件により2024年に60.2%のシェアを維持しました。しかし、8インチCMOSラインがコスト パリティに達する中、GaN-on-Siが年平均成長率42.2%で成長チャートのトップに立ちました。ある衛星事業者はGaN-on-SiC PAに45%の性能プレミアムを支払い、ペイロード寿命を延長しましたが、ラップトップ充電器ブランドは無視できる熱ペナルティでGaN-on-Siを使用してコストを28%削減しました。
したがって、窒化ガリウム半導体デバイス市場はコスト重視の大衆電子機器がSiプラットフォームに引き寄せられる一方、ミッションクリティカルなRFと航空宇宙はSiC強固な地盤にとどまるという二分化を示しています。
パッケージング別:小型化がCSP採用を加速
表面実装QFNとDFNパッケージは2024年に52.2%のシェアを保持し、基準レベルにとどまっています。チップスケール パッケージは2mm未満のz高さと優れた熱抵抗を可能にするため、年平均成長率36.1%で進歩しています。CSP GaNを採用した67Wスマートフォン アダプタは総体積を48%削減し、プレミアム ハンドセット エコシステムでの差別化を強化しました。
パッケージング革新は電力密度、信頼性、EMCコンプライアンスを促進し、窒化ガリウム半導体デバイス市場全体でアドレス可能ソケットを拡大します。
エンドユーザー産業別:通信と自動車が採用をリード
通信・データ通信インフラが2024年売上の35.1%を生成しました。GaN PAに切り替えた事業者は、ネットワーク エネルギーを28%削減し、年間2,400万米ドルの運用費節約を解放し、追加のセル密度向上のための予算を確保しました。自動車はOEMがより高速な充電、双方向フロー、軽量インバータを追求する中、年平均成長率35.1%でこの勢いを反映しました。
消費者電子機器は100W超USB-Cブリックで健全な需要を維持し、産業自動化と再生可能エネルギー システムは規制効率目標が収束する中で加速しています。すべての垂直市場が集合的に、窒化ガリウム半導体デバイス市場内のスケール ダイナミクスを強化しています。
地域分析
アジア太平洋は2024年売上の38.2%を握り、年平均成長率29.1%で最も速い上昇を維持しました。中国のガリウムへのアクセスと国家補助金により、Innoscienceは同業他社より35%低いコストで世界最大の8インチGaN-on-Si工場を運営することができました。韓国の消費者電子機器巨人と日本の自動車大手が大容量アンカー顧客を創出し、需要と容量成長の好循環を維持しました。
北米は革新のホットベッドであり続けました。3,500万米ドルの連邦CHIPSグラントがGlobalFoundriesのバーモント州でのGaN容量拡大を支援しました。[3]GlobalFoundries, "CHIPS Act Grant Award for Vermont GaN Expansion," globalfoundries.com防衛契約業者は、検出範囲を42%向上させ、電力を18%削減するGaNベース フェーズド アレイ レーダーを展開し、窒化ガリウム半導体デバイス市場に流れ込むミッションクリティカルな利益を実証しました。
欧州はプレミアム自動車・産業用途事例を優先しました。Cambridge GaN Devicesは3,050万ユーロ(3,310万米ドル)を拡張のために調達し、高出力欧州ニッチへの投資家の信念を反映しました。ある大手ドイツOEMは97.8%の充電器効率と30%の部品削減を実現し、EU エコデザイン指令と整合しました。中南米、中東、アフリカは現在控えめなシェアを保持していますが、エネルギー価格とインフラ建設が収束する中、通信とスマートシティ プロジェクトで有望な採用を実証しています。
競争環境
2024年〜2025年を通じて統合が激化しました。InfineonはGaN Systemsを8億3,000万米ドルで買収し、RenasasはTransphormを3億3,900万米ドルで買収し、デバイスIPと顧客チャネルを統合しました。Power IntegrationsはOdyssey Semiconductorを買収して続きました。これらの動きは、窒化ガリウム半導体デバイス業界がニッチから主流に移行する変曲点を示しました。
競争戦略は技術ラインに沿って分割されています。Navitasは完全統合GaNFast ICを支持し、充電とソーラー マイクロインバータ パートナーの設計複雑性を低下させました。[4]Navitas Semiconductor, "GaNFast Integrated Power IC Road-map," navitassemi.comEPCはライダーと衛星でのカスタム レイアウト向けにベアダイとeGaN FETを供給しました。基板専門化も領域を定義しました:WolfspeedはX帯域レーダー向けGaN-on-SiCを防御し、Innoscienceはコスト最適化GaN-on-Siをモバイル アクセサリーに推進しました。2024年に2,400件以上のGaN関連出願が記録され、特許活動が競争を支えました。
参入障壁は、認定サイクル、自動車グレード要件、サプライ協定が既存企業をロックインする中で上昇しました。それにもかかわらず、統合設計をマスターするファブレス スタートアップは、特にAIデータセンター電力でニッチを見つけることができ、垂直固有リファレンス プラットフォームが窒化ガリウム半導体デバイス市場内で即戦力となる拠点を作り出しています。
GaN半導体デバイス業界リーダー
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Infineon Technologies AG
-
Wolfspeed Inc.
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Qorvo Inc.
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Navitas Semiconductor
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Transphorm Inc.
- *免責事項:主要選手の並び順不同
最近の業界動向
- 2025年5月:Cambridge GaN Devicesが次世代800Vプラットフォームを対象とした100kW EVパワートレイン ソリューションを発表。
- 2025年4月:Navitas SemiconductorとGigaDeviceがAIデータセンターとソーラー ストレージ向けGaNFast ICとMCUを統合する共同実験室を開設。
- 2025年3月:三肯電気がGaN商業化促進のためPOWDEC K.K.を13億円(870万米ドル)で買収。
- 2025年3月:マツダとROHMがEVでの2027年SOP対象GaNパワー コンポーネントの共同開発開始。
グローバルGaN半導体デバイス市場レポート スコープ
GaNはシリコンMOSFETと比較して新興技術です。調査対象市場で考慮される様々なデバイスは、トランジスタ、整流器、ダイオードです。考慮されるGaN半導体デバイスは、パワー半導体、オプト半導体、RF半導体です。
GaN半導体デバイス市場は、タイプ(パワー半導体、オプト半導体、RF半導体)、デバイス(トランジスタ、ダイオード、整流器、パワーIC)、エンドユーザー産業(自動車、消費者電子機器、航空宇宙・防衛、医療、情報通信技術、その他のエンドユーザー産業)、地域(米国、欧州、日本、中国、韓国、台湾、その他の世界)によってセグメント化されています。市場規模と予測は、上記すべてのセグメントについて価値(米ドル)の観点から提供されています。
| パワー半導体 |
| RF半導体 |
| オプト半導体 |
| トランジスタ(HEMT/FET) |
| ダイオード(ショットキー、PiN) |
| 整流器 |
| パワーIC(モノリシック、マルチチップ) |
| モジュール(ハーフブリッジ、フルブリッジ) |
| 100V未満 |
| 100 - 650V |
| 650V超 |
| 2インチ |
| 4インチ |
| 6インチ以上(8インチパイロット含む) |
| GaN-on-SiC |
| GaN-on-Si |
| GaN-on-サファイア |
| バルクGaN |
| 650 - 1200V |
| 1200V超 |
| 表面実装(QFN、DFN) |
| スルーホール(TO-220、TO-247) |
| チップスケール パッケージ(CSP) |
| ベアダイ |
| 自動車・モビリティ | 電気自動車 |
| 充電インフラ | |
| 消費者電子機器 | スマートフォン高速充電器 |
| ラップトップ・タブレット充電器 | |
| ゲーム機・VR | |
| 通信・データ通信 | 5G基地局 |
| データセンター電源 | |
| 産業・エネルギー | ソーラー インバータ |
| モータ ドライブ | |
| 電源装置(SMPS) | |
| 航空宇宙・防衛 | レーダー システム |
| 電子戦 | |
| 衛星ペイロード | |
| 医療 | MRI・CT |
| ポータブル医療機器 |
| 北米 | 米国 | |
| カナダ | ||
| メキシコ | ||
| 南米 | ブラジル | |
| アルゼンチン | ||
| 南米その他 | ||
| 欧州 | ドイツ | |
| 英国 | ||
| フランス | ||
| イタリア | ||
| スペイン | ||
| 欧州その他 | ||
| アジア太平洋 | 中国 | |
| 日本 | ||
| 韓国 | ||
| インド | ||
| 台湾 | ||
| アジア太平洋その他 | ||
| 中東・アフリカ | 中東 | サウジアラビア |
| アラブ首長国連邦 | ||
| トルコ | ||
| 中東その他 | ||
| アフリカ | 南アフリカ | |
| アフリカその他 | ||
| デバイス タイプ別 | パワー半導体 | ||
| RF半導体 | |||
| オプト半導体 | |||
| コンポーネント別 | トランジスタ(HEMT/FET) | ||
| ダイオード(ショットキー、PiN) | |||
| 整流器 | |||
| パワーIC(モノリシック、マルチチップ) | |||
| モジュール(ハーフブリッジ、フルブリッジ) | |||
| 電圧定格別 | 100V未満 | ||
| 100 - 650V | |||
| 650V超 | |||
| ウェーハ サイズ別 | 2インチ | ||
| 4インチ | |||
| 6インチ以上(8インチパイロット含む) | |||
| 基板技術別 | GaN-on-SiC | ||
| GaN-on-Si | |||
| GaN-on-サファイア | |||
| バルクGaN | |||
| 650 - 1200V | |||
| 1200V超 | |||
| パッケージング別 | 表面実装(QFN、DFN) | ||
| スルーホール(TO-220、TO-247) | |||
| チップスケール パッケージ(CSP) | |||
| ベアダイ | |||
| エンドユーザー産業別 | 自動車・モビリティ | 電気自動車 | |
| 充電インフラ | |||
| 消費者電子機器 | スマートフォン高速充電器 | ||
| ラップトップ・タブレット充電器 | |||
| ゲーム機・VR | |||
| 通信・データ通信 | 5G基地局 | ||
| データセンター電源 | |||
| 産業・エネルギー | ソーラー インバータ | ||
| モータ ドライブ | |||
| 電源装置(SMPS) | |||
| 航空宇宙・防衛 | レーダー システム | ||
| 電子戦 | |||
| 衛星ペイロード | |||
| 医療 | MRI・CT | ||
| ポータブル医療機器 | |||
| 地域別 | 北米 | 米国 | |
| カナダ | |||
| メキシコ | |||
| 南米 | ブラジル | ||
| アルゼンチン | |||
| 南米その他 | |||
| 欧州 | ドイツ | ||
| 英国 | |||
| フランス | |||
| イタリア | |||
| スペイン | |||
| 欧州その他 | |||
| アジア太平洋 | 中国 | ||
| 日本 | |||
| 韓国 | |||
| インド | |||
| 台湾 | |||
| アジア太平洋その他 | |||
| 中東・アフリカ | 中東 | サウジアラビア | |
| アラブ首長国連邦 | |||
| トルコ | |||
| 中東その他 | |||
| アフリカ | 南アフリカ | ||
| アフリカその他 | |||
レポートで回答される主要質問
窒化ガリウム半導体デバイス市場の現在の規模は?
窒化ガリウム半導体デバイス市場規模は2025年に41億3,000万米ドルに達し、年平均成長率17.22%で2030年までに91億4,000万米ドルに上昇すると予想されています。
どの地域が窒化ガリウム採用をリードしていますか?
アジア太平洋が2024年に38.2%のシェアで優位を占め、強力な消費者電子機器需要、政府インセンティブ、原材料アクセスにより年平均成長率29.1%で最も速く成長すると予測されています。
なぜ800V電気自動車プラットフォームがGaNにとって重要なのですか?
800Vアーキテクチャには高効率双方向オンボード充電器とDC-DCコンバータが必要であり、GaNがシリコンやSiC代替品よりも低い損失とより高速な充電を提供する分野です。
GaN成長の主なサプライ チェーン ボトルネックは何ですか?
高歩留まり200mm GaN-on-Si エピタキシャル ウェーハの限られた入手可能性がデバイス出力を制約し、コスト プレミアムを維持し、自動車・産業ランプに影響を与えています。
通信用途でGaNはシリコンカーバイドとどう比較されますか?
GaN-on-SiCパワーアンプはより高い周波数を処理し、大規模MIMO基地局でより優れた効率を提供し、従来のLDMOSソリューションと比較して25%のエネルギー節約を提供します。
消費者充電器を形作るパッケージングトレンドはどれですか?
チップスケール パッケージが年平均成長率36.1%で拡大しており、以前のQFN設計の半分の体積を占め、1.8W/cm³を超える電力密度を向上させる67W超USB-Cアダプタを可能にしています。
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