硅基氮化镓外延晶圆市场正经历显著增长,这主要得益于几个关键因素。消费电子、汽车和工业应用等各个领域对高效电力电子的需求日益增长,这是主要的催化剂。与传统的硅基解决方案相比,氮化镓技术性能卓越,具有更高的开关速度、更低的能量损耗和更紧凑的外形尺寸等优势,使其成为寻求提高能源效率和降低系统成本的制造商的理想选择。
此外,电动汽车 (EV) 的兴起为硅基氮化镓外延晶圆创造了新的机遇。随着汽车行业向电气化转型,对高效电源管理系统的需求变得至关重要。氮化镓器件能够承受更高的电压和温度,这使其成为电动汽车动力系统和充电基础设施的理想选择。对可再生能源的追求也推动了需求,因为氮化镓技术非常适合太阳能逆变器和储能系统,能够将这些技术更好地融入电网。
此外,半导体制造工艺的进步,包括器件尺寸的缩小和材料质量的提升,正在提升硅基氮化镓外延晶圆的性能并降低其成本。该领域正在进行的研究和开发预计将开拓新的应用领域并进一步提高采用率。政府推动绿色技术的举措和对半导体研究的资助也促进了市场增长,为氮化镓技术的投资和创新创造了有利的环境。
行业制约因素:
尽管增长前景光明,但仍存在一些明显的行业制约因素,这可能会阻碍硅基氮化镓外延晶圆市场的扩张。主要挑战之一是与成熟的硅技术相比,氮化镓的制造成本较高。这可能会阻碍中小企业进入市场或采用氮化镓解决方案,从而限制整体市场的增长。此外,设计和制造氮化镓基器件所需的专业知识也可能限制新参与者的进入,并减缓采用率。
人们还担心氮化镓器件的长期可靠性,尤其是在要求苛刻的应用中。尽管GaN技术在性能上取得了显著进步,但其在不同环境条件下的长期性能仍需考量。行业利益相关者对全面采用GaN解决方案持谨慎态度,尤其是在缺乏关于其长期可靠性和耐用性的全面数据的情况下。
此外,半导体行业的竞争格局也带来了挑战。SiC(碳化硅)等替代材料的快速发展也给GaN技术带来了压力。硅基GaN外延晶圆市场的公司需要不断创新,以保持竞争优势,并满足消费者不断变化的需求,因为消费者可能会被那些承诺提供类似或更优优势的替代解决方案所吸引。
北美硅基氮化镓外延晶圆市场主要受重大技术进步和对高效电力电子日益增长的需求驱动。美国凭借其强大的半导体制造基础和电子行业关键参与者的参与,成为主要贡献者。对可再生能源解决方案和电动汽车的重视正在推动氮化镓技术的应用,尤其是在电源管理应用领域。加拿大也在取得进展,其在创新能源解决方案方面的研发投入也十分可观,尽管其市场规模与美国相比仍然较小。
亚太地区
预计亚太地区将引领硅基氮化镓外延晶圆市场,其中中国、日本和韩国将处于增长前沿。中国在半导体制造领域的积极扩张,加上政府对技术创新的支持,使其在该领域拥有显著增长的潜力。以先进技术和精密制造而闻名的日本,正在将氮化镓技术应用于消费电子和电信领域。韩国凭借其在电子元件领域的实力以及对高效能源解决方案开发的高度重视,正在成为重要的市场参与者,从而促进了整体市场的扩张。
欧洲
在欧洲,由于对可持续技术和汽车行业的投资不断增加,硅基氮化镓外延晶圆市场发展势头强劲。英国正在营造有利于半导体创新的环境,重点关注可再生能源和高效电力解决方案。德国仍然是工业技术领域的强国,正在推动氮化镓在汽车和工业自动化等各种应用中的应用。法国也越来越多地参与氮化镓技术的开发,尤其是在国防和电信领域,这进一步提升了整个欧洲的市场格局。
结构:横向硅基氮化镓、垂直硅基氮化镓、混合硅基氮化镓
硅基氮化镓外延晶圆市场的结构部分主要包括横向硅基氮化镓、垂直硅基氮化镓和混合硅基氮化镓技术。横向硅基氮化镓因其在中低功率应用中的效率而广受认可,成为制造商的热门选择。另一方面,垂直硅基氮化镓因其能够更有效地处理更高电压的能力,在高功率和超高功率应用中越来越受欢迎。随着汽车和航空航天等行业持续寻求高效的电源解决方案,预计该领域将实现大幅增长。混合硅基氮化镓结合了横向和垂直结构的特性,使其对各种应用都具有吸引力,尽管就市场规模而言,它仍是一个新兴领域。
应用:低功率应用、中功率应用、高功率应用、超高功率应用
在应用领域,硅基氮化镓外延晶圆市场细分为低功率、中功率、高功率和超高功率应用。低功率应用通常用于智能手机和可穿戴设备等消费电子产品,占据市场主导地位,并且由于对小型化设备持续增长的需求,预计该领域将保持强劲增长。中功率和高功率应用的采用率正在不断提高,尤其是在数据中心基础设施和电动汽车领域,这凸显了向节能技术的转型。受工业和国防领域对更高效电源管理需求的推动,超高功率应用预计将呈现最快的增长速度,而电力推进和可再生能源等新兴技术的加速发展更是加速了这一进程。
采购模式:招标采购、直接采购
硅基氮化镓外延晶圆的采购模式可分为招标采购和直接采购。招标采购通常用于大型项目,尤其是在航空航天和国防领域,在这些项目中,详尽的规格和竞争性招标流程至关重要。直接采购主要见于消费电子、IT 和电信行业,这些行业要求更短的交货周期和快速的产品周转。由于在快速发展的市场环境中对快速高效采购的需求日益增长,预计直接采购模式将实现更快的增长。
垂直行业:IT 和电信、消费电子、汽车、航空航天和国防
硅基氮化镓外延晶圆的垂直行业涵盖 IT 和电信、消费电子、汽车以及航空航天和国防。消费电子是最大的细分市场,这得益于对紧凑型高性能设备日益增长的需求。汽车行业正在经历向电动汽车的重大转变,这促进了中高功率 GaN 应用的增长。随着数据中心基础设施需求的增加,IT 和电信行业也在不断发展,使其成为 GaN 部署的关键领域。航空航天和国防行业相对小众,但由于关键应用对电源效率的严格要求,预计将稳步增长。随着技术进步推动更强大的电源解决方案的发展,预计航空航天和国防垂直行业将呈现强劲的增长率。
顶级市场参与者
1. 英飞凌科技股份公司
2. 科锐公司
3. GaN Systems Inc.
4. 恩智浦半导体公司
5. EPC(宜普电源转换公司)
6. Qorvo Inc.
7. 意法半导体公司
8. Azzurro Semiconductors AG
9. 欧司朗光电半导体有限公司
10. Transphorm Inc.