GaNパワーデバイス市場規模、シェア、トレンド分析レポート：デバイス別（GaN HEMT、GaN FET、GaNパワーIC、GaNパワーモジュール、GaNショットキーダイオード、GaN RFパワーアンプ）、電圧範囲別（200ボルト未満、200～600ボルト、600ボルト超）、業種別（医療、軍事、防衛・航空宇宙、再生可能エネルギー、産業、家電、IT・通信、自動車、航空宇宙・防衛）、用途別（パワードライブ、電源・インバータ、無線周波数、ヘルスケア、その他）、地域別（北米、欧州、アジア太平洋、中東・アフリカ、ラテンアメリカ）予測、2024～2032年

市場動向

世界のGAN電源デバイス市場の推進要因

GANデバイスの価格低下

GaNパワーデバイスは、様々な産業で価格が低下するにつれて、その利用が拡大すると予測されています。最近発売されたGaNパワートランジスタとモジュールは、広いバンドギャップを持ち、SiCと同等の性能を大幅なコスト削減で実現しています。このコスト削減は、SiCよりも入手しやすく安価なシリコン基板をGaNパワーデバイスの開発に使用できるため可能となっています。シリコン金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（MOSFET）や絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（IGBT）と比較して、GaNオンシリコンデバイスは、シリコンMOSFETと同等以上の性能、場合によってはそれ以上の性能を発揮すると期待されています。

ワイヤレス充電の利用拡大

WiTricity Corp.はワイヤレス充電事業GaN電界効果トランジスタ（FET）を用いたワイヤレス充電を実証した。シリコンMOSFETと比較して、GAN FETのスイッチング速度は、より高い共振ワイヤレス電力伝送効率を可能にする。シリコンベースのパワーMOSFETは近接性のため、高周波動作がスイッチング能力の上限に制限される。GaNパワーデバイスは、高いスイッチング能力を持つため、ワイヤレス充電アプリケーションに採用されている。共振伝送におけるキャリア周波数に関して、GaNトランジスタは優れている。これにより、さまざまな民生、医療、産業、自動車アプリケーションで長距離にわたって電力を伝送することが可能になる。GaNデバイスのコスト低下も、ワイヤレス充電アプリケーションにおける需要を高める要因の一つである。

世界のGAN電源デバイス市場の制約

ガン材料の入手性が低い

GaNパワーデバイスの普及を阻む主な要因は、入手性の低さである。一部のGaNデバイスは容易に入手可能だが、選択肢は限られている。特に、600ボルトを超えるオフライン電源を使用する機器は少ない。また、デバイスの定格や特性が明確に定義されていないことも、GaNパワーデバイスの普及を妨げている。市場に出回っているどの機器にも、代替となるGaNデバイスが存在しないことが、GaNデバイスの普及を阻む最大の障害となっている。

世界のGAN電源デバイス市場の機会

高電圧直流送電とスマートグリッドに関する政府の取り組み

高電圧直流送電（HVDC）システムとスマートグリッドは、GaNパワーデバイスが活用されている2つの分野です。これらのシステムは、負荷分散の改善、より柔軟なネットワークトポロジー、リアルタイムのトラブルシューティング機能を備えています。パワーデバイスは高周波スイッチングをより効率的に行えるため、高電圧の制御が可能です。モジュラーマルチレベルコンバータ（MMC）もパワーモジュールを採用しており、電力損失を低減します。HVDCシステムでは、GaNパワーデバイスモジュールを使用したコンバータが頻繁に採用されています。さらに、中国、日本、米国をはじめとする多くの国の政府が、電力ネットワークのアップグレードのためにスマートグリッド技術に多額の投資を行っています。

セグメント分析

世界のGaNパワーデバイス市場は、デバイス別および産業分野別に区分される。

デバイス分析による

デバイスの種類に基づいて、世界の市場はGaNパワーディスクリートデバイス、GaNパワーIC、GaNパワーモジュールの3つに二分される。

GaNパワーモジュール分野は市場への貢献度が最も高く、予測期間中に年平均成長率（CAGR）33.80%で成長すると予想されています。GaNパワーモジュールは、その比類のない耐久性と効率性から、世界中でますます人気が高まっています。IGBTおよびMOSFETモジュールは、溶接機、圧延機、ウォーターポンプなど、高電圧機器の電源として多くの産業で広く使用されています。GaNパワーモジュールは、低価格かつ高効率であるため、これらの同等品に徐々に取って代わりつつあります。現在のビジネス環境において、手頃な価格と高電圧制御の容易さから、このパワーモジュールが好まれる傾向にあるため、市場は拡大しています。

GaNパワーディスクリートデバイスは、アクティブ回路（ダイオード）またはパッシブ回路（抵抗器、コンデンサ、インダクタ、コンデンサ）の構成要素（トランジスタまたは真空管）が1つだけの電子部品です。コンパクトな設計で軽量、消費電力も少ないのが特徴です。これらのデバイスは、トランジスタアレイ、MOSFET、J-FET、バイポーラトランジスタ、および抵抗器内蔵トランジスタで構成されています。シリコンデバイスと比較して、パワーGaNディスクリートデバイスは、ゲート電荷と出力容量が低いため、スイッチング損失を大幅に低減し、効率を高めながら、非常に高速なスイッチングが可能です。例えば、80V GaN FETパワーステージであるLMG5200は、コンパクトな形状で、高効率アプリケーションに適しています。

産業分野別分析

産業分野別に見ると、世界の市場は家電、IT・通信、自動車、航空宇宙・防衛、その他に分類される。

ITおよび通信分野は最大の市場シェアを占めており、予測期間中に年平均成長率（CAGR）36.10%で成長すると予想されています。GaNデバイスは、巨大なエネルギーバンドギャップや高い飽和電子速度といった独自の特性により、通信分野では高出力・高速の電子デバイスとして動作する必要があります。現在使用されているガリウムヒ素（GaA）デバイスと比較して、GaN高電子移動度トランジスタ（HEMT）は、高出力・広帯域アプリケーションにおいて優れた特性を備えています。これらのデバイスの高い電力密度と比較的高いインピーダンスにより、通信分野における広帯域マイクロ波システムに新たな展望が開けています。

GaNパワーデバイスは、急速に普及しつつある革新的な技術であるワイヤレス充電において、民生用電子機器の分野を切り開いています。スマートフォンの高速充電も、GaNパワーデバイスの使用によって可能になりました。さらに、ワイヤレス充電は充電時間の短縮、太陽光発電モジュールコンバータの変換効率の向上、そして太陽光発電モジュールの小型化にも貢献しています。ノートパソコン、スマートフォン、そして太陽光発電モジュール充電器は、ワイヤレス充電におけるGaNパワーデバイス利用の主な推進力となっています。

電気自動車やハイブリッド車には、GaNパワーデバイスが採用されています。自動車産業向けに設計されたGaNパワーデバイスには、横型と縦型の2種類があります。横型GaNパワーデバイスは、SiパワーMOSFETと比較して、600ボルトという高い耐圧、優れた性能特性、低い内部抵抗、高速共振といった特長を持ち、最も普及しています。自動車の電動化における今後の応用は、GaNパワーデバイスにとって大きな期待材料となっています。関連材料やデバイス技術は過去10年間で急速に進歩したと言われています。GaNパワーデバイスは、電力変換損失を低減できるという観点から、EV/HEVユニットにおいてより普及していくと予想されます。

地域分析

北米が世界市場を席巻

世界のGaNパワーデバイス市場は、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、LAMEAの4つの地域に区分される。

北米は世界のGaNパワーデバイス市場において最大のシェアを占めており、予測期間中に年平均成長率（CAGR）34.60%で成長すると予想されています。北米がGaNパワーデバイス市場のリーダーとなっているのは、米国やカナダといった国々が存在するためです。これらの国々では、政府が電気自動車（EV）やハイブリッド車（HEV）の利用を促進することで、環境汚染対策への取り組みを強化しており、これらの車両にはGaNパワーデバイスが広く使用されています。また、この地域におけるGaNパワーデバイス市場の成長を牽引するもう一つの要因は、米国の莫大な国防費です。

欧州は予測期間中に年平均成長率（CAGR）36.20%で成長し、8億4255万米ドルの市場規模になると予測されています。ドイツは欧州諸国の中で最も大きな市場シェアを占めています。GaNパワーデバイスは、デジタル電子機器の普及、最新の電気自動車の採用拡大、高度な仮想システムなどにより、欧州で拡大する様々な機会があります。欧州諸国の市場は、最先端の電気自動車への需要により、今後数年間で急速に拡大すると予想されています。小規模企業の買収、低消費電力製品の採用拡大、補助金という形での積極的な政府の取り組みなどが、市場全体の成長に貢献しています。

アジア太平洋地域は、高電圧電力用の大規模発電所の存在、パ​​ワーモジュールの需要増加、人口増加などを背景に、GaNパワーデバイス市場シェアの成長率が最も高い地域です。さらに、GaNトランジスタを使用したパワーエレクトロニクスシステムは、全電力の約70%を処理すると予測されています。これらのデバイスは、自動車、再生可能エネルギー施設、電力網インフラなど、多くの産業分野で広く使用されています。様々な業界の組織が、電力管理においてパワー機器がいかに重要であるかを認識しています。自動スイッチングデバイスやパワーモジュールに対する強い需要も、市場拡大を促進すると予想されます。

LAMEAにおけるGaNパワーデバイス市場の需要拡大は、同地域における堅牢なパワーICへの需要の高まりによって促進されると予想されています。GaNパワーモジュールは、その優れた効率性から同地域で高い需要があります。最先端技術への高まる欲求が、パワーエレクトロニクスの採用冷蔵庫、テレビ、洗濯機などの電子製品におけるGaNパワーデバイスの普及は、ラテンアメリカが世界のプレーヤーの間で認知度を高めるのにも貢献しました。LAMEA（ラテンアメリカ、中東、アフリカ）のGaNパワーデバイス市場は、複数の電子産業分野における電力管理デバイスの需要の高まりと電気自動車の増加により拡大しています。