CAGR达49%,2030全球GaN功率元件市场规模或升至43.76亿美元

发布时间:2024-08-14  

根据TrendForce集邦咨询最新报告《2024全球GaN Power Device市场分析》显示,随着英飞凌、德州仪器对GaN技术倾注更多资源,功率GaN产业的发展将再次提速。2023年全球GaN功率元件市场规模约2.71亿美元,至2030年有望上升至43.76亿美元,CAGR(复合年增长率)高达49%。其中非消费类应用比例预计会从2023年的23%上升至2030年的48%,汽车、数据中心和电机驱动等场景为核心。

AI应用普及,GaN有望成为减热增效的幕后英雄

AI技术的演进,带动算力需求持续攀升,CPU/GPU的功耗问题日益显著。为了应对更高端的AI运算,服务器电源的效能、功率密度必须进一步提高,GaN已成为关键解决技术之一。台达为全球最大的服务器电源供应商,市占率近5成。观察其服务器电源的进阶过程,功率密度在过去10年里由33.7W/in3上升至100.3W/in3,同时功率等级来到了3.2kW甚及5.5kW,而下一代预计将达到8 kW以上。

TrendForce集邦咨询研究表明,2024年AI服务器占整体服务器出货的比重预估将达12.2%,较2023年提升约3.4%,而一般型服务器出货量年增率仅有1.9%。

为了抢占商机,英飞凌与纳微半导体均在今年公布了针对AI数据中心的技术路线图。英飞凌表示,将液冷技术与GaN相结合,在较低结温下具有明显的优势,为数据中心提供了巨大的机会,可以最大程度地提高效率,满足不断增长的电力需求,并克服服务器发热量不断增加所带来的挑战。

电机驱动场景,GaN高频特性潜力凸显

在机器人等电机驱动场景,GaN的应用潜力逐渐浮现。相对工业机器人,人形机器人(Humanoid Robot)由于自由度(Degrees of Freedom, DoF)急剧上升,对电机驱动器的需求量大幅增加。人形机器人的关节模组承担了主要的发力与制动任务,为了获得更高的爆发力,需要配置高功率密度、高效率、高响应的电机驱动器,GaN因此受到市场关注,特别是在腿部等负载较高的部位。

德州仪器、EPC(宜普电源转换)持续推动着GaN于电机驱动领域的应用,并不断吸引新玩家进入。未来的机器人定会超乎想象,而精确、快速和强大的运动能力是其中之关键,驱动其运动所需的电机也势必随之进步,GaN将因此受益。

GaN为汽车功率电子提供新方案

相对于SiC在汽车产业的繁荣景象,GaN汽车应用亦不断吸引着业界关注,其中车载充电机(OBC)被视为最佳突破点。第一个符合汽车AEC-Q101标准的功率GaN产品在2017年由Transphorm(现Renesas-瑞萨电子)发布,截至目前,已有多家厂商推出丰富的汽车级产品。

整体而言,虽然GaN进入Inverter、OBC等动力系统组件还面临着多个技术问题,但相信在英飞凌、瑞萨等汽车芯片大厂的持续投资推动下,GaN不久就会成为汽车功率组件中的关键角色。

消费电子仍是GaN的主战场

消费电子是功率GaN产业的主战场,并由快速充电器迅速延伸至家电、智能手机等领域。

具体而言,GaN已经在低功率的手机快速充电器中被大规模采用,下一步GaN将进入可靠性要求更为严格的笔电、家电电源。另外,其他蕴藏潜力的消费场景包括Class-D Audio、Smartphone OVP等。

TrendForce集邦咨询认为,功率GaN产业正处于关键的突围时刻,几大潜力应用同步推动着产业规模加速成长。同时,为了进入更为复杂的大功率、高频化场景,GaN在可靠性基础上有望引入新结构、新工艺,为产业发展注入新动能。另外,从产业发展进程来看,fabless(无晶圆厂)公司在过去一段时间里表现较为活跃,但随着产业不断整合以及应用市场逐步打开,未来将看到传统IDM(集成器件制造)大厂的话语权显著上升,为产业格局的未来图景带来新的重大变数。

封面图片来源:拍信网

文章来源于:全球半导体观察    原文链接
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