氮化镓|氮化镓器件市场将在消费电子、电动汽车和新应用需求下快速放大

时间:2018-04-16 08:57来源:大国重器

摘要:印度行业研究公司MordorIntelligence预测,GaN器件市场将从2017年的71144亿美元上涨2023年的18428亿美元,复合年增长率(CAGR)为171%。

印度行业研究公司Mordor Intelligence预测,GaN器件市场将从2017年的7.1144亿美元上涨2023年的18.428亿美元,复合年增长率(CAGR)为17.1%。该数据限于提供晶体管、二极管、整流器和功率集成电路的主要供应商。尽管消费电子在近年占据了最大比重,但智能手机和平板电脑市场的成熟预计将减缓增长速度,宇航和国防领域市场将呈现较快扩张。
 
市场驱动力
主要的驱动力包括对半导体市场中射频器件增长的需求、消费类电子的爆发(尤其是基于LED的照明和显示),以及电动汽车和太阳能转换器的发展。
 
消费电子领域占据最大比重
由于不断涌现的创新和不断被产业所采纳,GaN器件的价格预期将下降。由于GaN器件所具有的多种优势,如更高效率和更高工作频率,目前日常使用的消费电子设备中的很多器件预计将被GaN技术所替代。智能手机、游戏设备、笔记本电脑和电视等对GaN技术的需求将为其在消费电子领域提供适度的增长潜力。
 
GaN有望革新现有设备中的充电技术,尤其是无线充电、快速充电和笔记本充电器领域。例如,Cambridge Electronic公司已经研发出用于充电的GaN晶体管,体积只有1.5立方英寸。预计还将出现包括笔记本电脑充电适配器在内的很多创新,驱动GaN技术在消费电子领域的应用。由于GaN器件的工作频率更高和芯片尺寸更小(将带来成本节约和美学优势),这些器件同样可用于LED TV显示屏。而且,器件尺寸的减少,如在不间断电源(UPS)中,节省的地方可变得更具生产力。
 
汽车领域前景巨大
在汽车上使用GaN LED替代白炽灯,以及对电动车不断增长的需求都促进了汽车领域GaN器件市场的增长。然而,与碳化硅相比氮化镓器件较高的制造成本是阻碍市场增长的重要因素之一。自动驾驶车辆在其激光雷达系统中使用eGaN芯片来感知外部环境。GaN芯片被证实比硅芯片具备更高的精度,能够达到英寸级别,而硅芯片则只能达到10英尺范围。因此,随着GaN芯片在无线充电和自动驾驶车辆等新应用中用量的不断增加,GaN器件市场预计将快速增长。
 
开辟新应用领域
新产业的增长为GaN市场的拓展提供了机会。很多芯片制造商现在使用GaN器件以支持无线电力(WiTricity)。无线充电应用包括手机、平板、无人机、笔记本电脑、工业机器人、电器和汽车等。GaN技术可帮助芯片制造商减少集成电路成本,驱动GaN器件在半导体制造企业中更广泛的使用。
 
亚太地区增长最快
推动亚太地区市场增长的重要因素包括亚太地区较低的劳动力和制造成本。由于中国和日本消费电子产品制造和出口的增长,亚太地区预计将在2023年占据GaN市场的最大份额。中国是世界上最大的电动汽车市场之一,而且特斯拉在2017年已宣布在美国以外的地方-上海建立首个制造厂,这些因素都预计将增加中国对GaN的需求。
 
同时,在政府控制污染的新计划下,印度承诺到2030年只销售电动汽车。印度最大的汽车制造商Maruti Suzuki已经与Toyota合作,将在2019-2020年推出首款电动汽车。这些因素都将增加印度对GaN的需求。而且,政府已经宣布从2020年起将GDP的2.5%投入健康医疗领域,进一步增加健康领域对GaN半导体的需求。
 
近期重要企业活动
2017年10月,GaN系统公司和台湾经济部(MOEA)签署意向书,就拓展GaN技术对台湾电子企业的经济和技术优势展开合作。该合作目标是应对全球持续增加的功耗挑战,气候变化,实现清洁技术和满足绿色CO2减少倡议。
 
2017年11月,欧司朗和大陆宣布成立合资企业,共同发展汽车领域的智能照明解决方案。合资企业将组合两个公司在半导体照明模块、先进电子、光电和软件、传感器技术和创新光源方面的先进知识和优势。
 
主要生产商
东芝(Toshiba)、松下(Panasonic)、科锐(Cree)、GaN 系统、英飞凌(Infineon)、欧司朗(Osram)、高效功率转换(EPC)、恩智浦(NXP)、德州仪器(TI)、NTT等。
 

• Yole Développement公司
法国悠乐(Yole)公司分析预测,氮化镓(GaN)功率市场将从2016年的1200万美元上涨到2022年的4.6亿美元,CAGR达到惊人的79%。主要是高端的中/低电压应用,GaN技术是满足其特殊需求的现存唯一解决方案。
 
Yole公司的技术和市场分析师Hong Lin表示,“与硅功率半导体市场的300亿美元相比,GaN功率市场仍然很小,但因其可用于高性能和高频解决方案,在短期内将爆发出巨大的发展潜力。”在2016-2017年间,Yole的分析师看到了大量投资,明确用于支持GaN器件的研发和量产。
 
Yole将GaN功率供应链分为两种模型:IDM和代工厂。因为市场上有不同的需求,两种模式将共存。GaN制造商将持续研发新产品和为客户提供样品,如EPC和其无线充电产品线,GaN系统公司也同样销售低压GaN晶体管。
 

• System Plus Consulting公司
GaN-on-Silicon
Yole集团下属公司System Plus咨询公司在其最近发布的一份报告中分析了GaN-on-Silicon的供应情况。System Plus咨询公司功率电子和化合物半导体的项目经理Elena Barbarini主任说:“现在GaN器件市场主要被200V以下器件所主导。600V器件市场预期将开始发展和保持增长。但是当GaN开始在不同应用中替代MOSFET和支持新应用时,200V以下器件市场份额也将再次增加GaN-on-Silicon已是一个非常有前景的解决方案,因为从一开始它就具备与CMOS兼容的潜力,并可因此降低成本。”
 
GaN-on-Silicon高电子迁移率晶体管(HEMT)市场非常吸引人,将带来更多的制造商,并进一步降低成本,使得GaN器件是现有硅基功率开关晶体管(如MOSFET和IGBT)非常有力的竞争者。然而,技术细节仍未确定,每一个生产商都提出了其在芯片设计和封装集成方面的解决方案,这带来了非常激烈的竞争,将加速技术创新和未来成本的进一步降低。而且,GaN商业模式仍然非常不同。在未来我们将看到供应链在成本因素下重组。
 
主要生产商
GaN-on-Silicon HMET的生产商包括EPC、Transphorm、GaN系统、松下和TI等。



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