パワースイッチングデバイスとLEDの需要増が、世界のGaN基板市場を牽引しています。窒化ガリウム基板は、シリコンに比べて高温で動作し、高電圧に耐えることができる。これらの利点が、民生用電子機器や電気自動車でのGaN基板の使用を促しています。したがって、エレクトロニクス分野の拡大や電気自動車の普及が、予測期間中に世界市場を拡大させると予想されます。メーカーは、GaN基板の市場シェアを拡大するために生産能力を拡大しています。また、トランジスタ、RFデバイス、IC、発光ダイオード（LED）などの高成長用途に注力し、収益源を拡大しています。
GaN基板市場の概要
窒化ガリウム（GaN）は、高出力、高周波用途に使用される半導体である。この半導体は、さまざまな高出力部品において、ガリウムヒ素（GaAs）やシリコン（Si）よりも優れているいくつかの特性を持っています。例えば、耐圧が高い、電気抵抗が高いなどである。GaNは、エネルギー効率の高い白色LEDやエネルギー効率の高いパワーエレクトロニクス・デバイスの製造を容易にする。構造上の欠陥をなくし、垂直方向の電気および熱伝導率を向上させることで、デバイスの性能を向上させることができます。GaN基板上のGaNは、高電子移動度トランジスタに用途があります。これらのトランジスタの製造には、レーザースライス技術が採用されている。ダイヤモンド基板上のGaNは、高い熱効率を持つ高電子移動度トランジスタの製造に使用されています。
GaNは、LED（青色、紫色、紫外、白色）や青紫色レーザーダイオード（青色光用）の製造に広く使用されている基板です。GaN基板は、出力と耐久性を重視する高輝度LEDの要求を満たしている。GaN基板を用いた固体照明技術は、半導体業界を大きく変えました。GaN 技術を採用することで、世界のエネルギー需要を大幅に削減し、炭素排出を緩和することができます。米国エネルギー省によると、明るい白色LED照明の場合、2025年までにエネルギー消費量を29.0%削減することができるとされています。
窒化ガリウム系 LED は、高効率、低消費電力、蛍光灯や白熱電球よりも長寿命であることから、主に世界中の固体照明 （SSL）用途に使用されています。GaN の用途は、より高い信頼性と効率といった GaN の有利な特性の結果、自動車やスマート照明などのより現代的な 産業にシフトしています。
GaNは、非常に硬く、機械的に安定したワイドバンドギャップ半導体です。GaNを用いたパワーデバイスは、絶縁破壊強度、スイッチング速度、熱伝導性、オン抵抗の面でシリコンベースのデバイスを凌駕しています。GaN半導体デバイスは、さまざまな産業分野で人気を博している。これは、チップサイズを大きくすることなく、高い絶縁破壊電圧 (BV) と電流レベルを達成する能力があるためです。また、GaN系デバイスは、スイッチング機能やインバータなど、さまざまな電力用途に最適で、大幅な省エネルギー化に貢献する。
GaNトランジスタの需要は、パワーエレクトロニクス産業において著しく高まっています。GaNトランジスタは、高い電子移動度などの特性により、シリコンベースのFETの代替品として有力視されている。また、GaNトランジスタは、充電器、自動車、オーディオアンプなど、さまざまな用途に使用されている。GaNはシリコンに比べ、動作周波数が高く、電力密度も10倍以上と高い。そのため、GaNデバイスはLEDやレーザーダイオードなどの用途で人気を集めています。
種類別では、GaN基板市場は、GaN on Sapphire、GaN on Si、GaN on GaN、GaN on Diamondに分類されます。2021年には、GaN on sapphireセグメントが市場の約60.0%で最大のシェアを占めた。GaNは、電気部品と光学部品を組み合わせることができ、LED製品の効率を高めることができるため、青色光/緑色光LEDに最もよく使用される材料である。サファイア上のGaN基板は、絶縁性を有しています。このため、サファイア基板上に成長したGaN LEDは、横方向に電流を流すことができます。
最新の GaN 基板市場予測調査によると、GaN on Si は、市場で最も急成長しているセグメントの 1 つです。Si基板上のGaNは、高電子移動度トランジスタや電界効果トランジスタのようなデバイスに広く使用されています。SiC基板上のGaNは、Si基板上のGaNに比べ熱伝導率が3倍と高い。炭化ケイ素は、GaNと格子の整合性が高く、核生成層構造が単純で、熱特性に優れています。このため、パワーデバイスの基板として理想的な候補となっています。
GaN基板の世界市場は、最終用途産業別にIT・通信、家電、自動車、航空宇宙・防衛、ヘルスケア、その他（エネルギー・ユーティリティ、産業など）に分類されます。2021年の世界市場では、民生用電子機器分野が36.0％と最大のシェアを占めています。スマートフォン、ウェアラブル、ノートパソコン、照明ソリューションなどの電子機器において、高速充電や電源用途でGaN部品の使用量が増加していることが、同セグメントを牽引しています。また、民生用電子機器分野の拡大も、このセグメントを推進しています。India Brand Equity Foundation (IBEF)によると、インドは最も収益性の高いスマートフォン市場の1つです。2011年に1,450万台だった出荷台数は、2020年には1億5,000万台となり、市場は10倍に成長します。
アジア太平洋地域は、2021年の世界のGaN基板市場の38.0%という主要なシェアを占めている。この地域の市場成長は、日本、韓国、中国に大手エレクトロニクスメーカーが存在することに起因している。また、スマートフォン、コンピュータ、タブレット、デスクトップPCの普及が、同地域のGaN基板市場の成長に貢献すると予想される。
北米は、2021年のGaN基板世界市場の27.0%のシェアを占めている。自動車、航空宇宙、防衛産業におけるGaN基板の需要増、電気自動車やハイブリッド車の採用増が、同地域の市場を牽引している。
世界のGaN基板市場は統合されており、限られた数の大規模ベンダーが最大シェアを占めています。製品ポートフォリオの拡大、パートナーシップ、M&Aは、主要メーカーが採用する重要な戦略です。Kyma Technologies, Inc.、京セラ株式会社、三菱化学株式会社、MTI株式会社、日本ガイシ株式会社、信越化学工業株式会社、SOITEC、住友化学株式会社、豊田合成株式会社、Xiamen Powerway Advanced Material Co, Ltd.などが世界のGaN基板市場で事業を展開している著名なプレイヤーです。
世界のGaN基板市場の主な展開
2022年5月、信越化学工業株式会社は、GaN関連基板およびエピタキシャル膜製品の供給力を高めるため、量産体制を拡充する計画を発表しました。信越化学はQromis, Inc.と共同で、近年の急激な需要増に対応するため、生産体制を倍増する投資を行うとともに、高品質の製品を継続的に生産していく予定です。
2022年4月、日本の電子部品メーカーRohm Semiconductorが、台湾の電子機器製造会社Delta Electronics, Inc.と電源システム用デバイスの開発で提携する。
2022年3月、豊田合成と大阪大学が、GaNパワーデバイス用基板の大口径化に成功したと発表。豊田合成と大阪大学は、ナトリウムとガリウムの液体金属中でGaN結晶を成長させる方法を用いて、6インチを超える高品質なGaN基板を作製した。
これらの各企業は、会社概要、財務概要、事業戦略、製品ポートフォリオ、事業セグメント、最近の開発などのパラメータに基づいて、GaN基板市場のレポートで紹介されています。
【目次】
1. はじめに
1.1. 市場紹介
1.2. 市場とセグメントの定義
1.3. 市場の分類
1.4. 調査方法
1.5. 前提条件と頭字語
2. エグゼクティブサマリー
2.1. GaN基板市場の概要
2.2. 地域別概要
2.3. 産業概要
2.4. マーケットダイナミックスナップショット
2.5. 競争の青写真
3. マーケットダイナミクス
3.1. マクロ経済要因
3.2. ドライバ
3.3. 制約要因
3.4. 機会
3.5. 主なトレンド
3.6. 規制のシナリオ
4. 関連産業と主要指標評価
4.1. 親産業の概要 – 世界のGaN技術別産業概要
4.2. サプライチェーン分析
4.3. 価格分析
4.4. 技術別ロードマップ分析
4.5. 業界SWOT分析
4.6. ポーターファイブフォース分析
4.7. コビド19の影響と回復の分析
5. GaN基板市場分析、種類別
5.1. GaN基板市場の種類別金額（US$ Mn）および数量（Million Units）分析・予測、2017年～2031年
5.1.1. GaN on Sapphire
5.1.2. Si上のGaN
5.1.3. GaN上GaN
5.1.4. GaN on Diamond
5.2. 市場魅力度分析、種類別
6. GaN基板の市場分析、サイズ別
6.1. GaN基板市場規模（US$ Mn）分析・予測、サイズ別、2017年～2031年
6.1.1. 2 インチ
6.1.2. 4インチ
6.1.3. 6インチ
6.1.4. 8インチ
6.2. 市場魅力度分析（サイズ別
7. GaN基板市場分析、用途別
7.1. GaN基板市場の用途別金額（US$ Mn）分析・予測、2017-2031年
7.1.1. トランジスター
7.1.2. RFデバイス
7.1.3. レーザー
7.1.4. LED
7.1.5. その他 (IC、コントローラなど)
7.2. 市場魅力度分析, 用途別
8. GaN基板市場分析、最終用途産業別
8.1. GaN基板市場の金額（US$ Mn）分析＆予測、最終用途産業別、2017年～2031年
8.1.1. IT・通信
8.1.2. 民生用電子機器
8.1.3. 自動車
8.1.4. 航空宇宙・防衛
8.1.5. ヘルスケア
8.1.6. その他（エネルギー＆ユーティリティ、産業など）
8.2. 市場魅力度分析、最終用途産業別
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