GaN 전력 소자 시장 규모, 점유율 및 동향 분석 보고서: 소자 유형별(GaN HEMT, GaN FET, GaN 전력 IC, GaN 전력 모듈, GaN 쇼트키 다이오드, GaN RF 전력 증폭기), 전압 범위별(600V), 산업 분야별(의료, 군사, 방산 및 항공우주, 신재생에너지, 산업, 가전제품, IT 및 통신, 자동차, 항공우주 및 방산), 응용 분야별(전력 구동, 전원 공급 및 인버터, 무선 주파수, 헬스케어, 기타) 및 지역별(북미, 유럽, 아시아 태평양, 중동 및 아프리카, 라틴 아메리카) 예측, 2024-2032년

시장 역학

글로벌 GAN 전력 장치 시장 동인

GAN 기기 가격 하락

GaN 전력 소자의 가격 하락에 따라 다양한 산업 분야에서 사용량이 증가할 것으로 예상됩니다. 최근 출시된 GaN 전력 트랜지스터 및 모듈은 넓은 밴드갭을 특징으로 하며, SiC와 유사한 성능을 제공하면서도 비용을 크게 절감할 수 있습니다. 이러한 비용 절감은 SiC보다 쉽게 ​​구할 수 있고 가격도 저렴한 실리콘 기판을 GaN 전력 소자 개발에 사용할 수 있기 때문에 가능합니다. 실리콘 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET) 및 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 비교했을 때, GaN-on-silicon 소자는 실리콘 MOSFET과 동등하거나 경우에 따라서는 더 우수한 성능을 보일 것으로 기대됩니다.

무선 충전 사용 증가

WiTricity Corp.,무선 충전 사업GaN 전계 효과 트랜지스터(FET)를 이용한 무선 충전 시연이 이루어졌습니다. 실리콘 MOSFET과 비교했을 때, GaN FET는 빠른 스위칭 속도를 통해 더 높은 공진 무선 전력 전송 효율을 구현할 수 있습니다. 실리콘 기반 전력 MOSFET은 근접성으로 인해 더 높은 주파수 동작이 스위칭 능력의 상한선으로 제한됩니다. GaN 전력 소자는 높은 스위칭 능력을 갖추고 있어 무선 충전 분야에 널리 사용됩니다. 특히 공진 전송 시 캐리어 주파수 측면에서 GaN 트랜지스터는 우수한 성능을 보입니다. 이러한 특성 덕분에 다양한 소비자, 의료, 산업 및 자동차 분야에서 장거리 전력 전송이 가능합니다. 또한 GaN 소자의 가격 하락은 무선 충전 분야에서 GaN 소자에 대한 수요를 촉진하는 또 다른 요인입니다.

글로벌 GAN 전력 장치 시장 제약 요인

간 재료의 가용성 부족

GaN 전력 소자의 광범위한 상용화를 가로막는 주요 장벽은 공급 부족입니다. 일부 GaN 소자는 쉽게 구할 수 있지만, 선택의 폭이 매우 좁습니다. 특히 600볼트 이상의 오프라인 전원 공급 장치를 사용하는 기기는 드뭅니다. 또한, 명확하게 정의된 소자 정격 및 기능의 부재도 GaN 전력 소자의 보급을 저해하는 요인입니다. 시중에 나와 있는 어떤 기기에 대해서도 실질적인 대체품 공급처가 없다는 점이 GaN 소자의 광범위한 사용을 가로막는 가장 큰 장애물입니다.

글로벌 갠 파워 디바이스 시장 기회

정부의 고전압 직류(HVDC) 및 스마트 그리드 관련 정책

GaN 전력 소자는 고전압 직류(HVDC) 전력 전송 시스템과 스마트 그리드라는 두 가지 주요 분야에서 활용됩니다. 이러한 소자는 부하 분산을 개선하고, 네트워크 토폴로지를 더욱 유연하게 만들며, 실시간 문제 해결 기능을 제공합니다. GaN 전력 소자는 고전압을 제어할 수 있어 고주파 스위칭 효율을 향상시킵니다. 모듈형 멀티레벨 컨버터(MMC) 또한 전력 손실을 줄이는 전력 모듈을 사용합니다. HVDC 시스템에서는 GaN 전력 소자 모듈을 사용하는 컨버터가 널리 사용됩니다. 또한, 중국, 일본, 미국을 비롯한 여러 국가 정부는 전력망 업그레이드를 위해 스마트 그리드 기술에 상당한 투자를 하고 있습니다.

세그먼트 분석

글로벌 GaN 전력 소자 시장은 소자 유형 및 산업 분야별로 세분화됩니다.

기기 분석을 통해

기기 종류에 따라 전 세계 시장은 GaN 전력 개별 소자, GaN 전력 IC 및 GaN 전력 모듈로 나뉩니다.

GaN 전력 모듈 부문은 시장에서 가장 큰 비중을 차지하며 예측 기간 동안 연평균 33.80%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. GaN 전력 모듈은 탁월한 내구성과 효율성 덕분에 전 세계적으로 점점 더 인기를 얻고 있습니다. IGBT 및 MOSFET 모듈은 용접기, 압연기, 워터 펌프 등 고전압 장치에 전력을 공급하는 데 널리 사용되고 있습니다. GaN 전력 모듈은 저렴한 가격과 높은 효율성으로 인해 기존 모듈을 점차 대체하고 있습니다. 고전압에서 경제성과 손쉬운 제어가 가능하다는 장점 때문에 현재의 비즈니스 환경에서 GaN 전력 모듈에 대한 선호도가 높아지고 있어 시장이 확대되고 있습니다.

GaN 전력 개별 소자는 능동 회로 부품(다이오드) 또는 수동 회로 부품(저항, 커패시터, 인덕터, 커패시터)이 각각 하나씩만 있는 전자 부품입니다. 이러한 소자는 소형이고 가벼우며 전력 소비가 적습니다. 트랜지스터 어레이, MOSFET, J-FET, 바이폴라 트랜지스터, 저항이 내장된 트랜지스터 등이 이러한 소자에 포함됩니다. 실리콘 소자와 비교했을 때, GaN 전력 개별 소자는 게이트 전하와 출력 커패시턴스가 낮아 스위칭 손실이 훨씬 적고 효율이 높아 매우 빠른 속도로 스위칭할 수 있습니다. 예를 들어, 80V GaN FET 전력 증폭기인 LMG5200은 소형 폼팩터를 갖추고 있으며 고효율 애플리케이션에 적합합니다.

산업 수직 분석에 따르면

산업 분야별로 보면, 세계 시장은 소비자 가전, IT 및 통신, 자동차, 항공우주 및 방위산업, 그리고 기타 산업으로 나뉩니다.

IT 및 통신 부문은 가장 높은 시장 점유율을 차지하고 있으며 예측 기간 동안 연평균 36.10%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. GaN 소자는 거대한 에너지 밴드 갭과 높은 포화 전자 속도와 같은 고유한 특성 덕분에 통신 분야에서 고출력 및 고속 전자 소자로 사용될 수 있습니다. 현재 사용되는 갈륨비소(GaA) 소자와 비교했을 때, GaN 고전자 이동도 트랜지스터(HEMT)는 고출력 및 광대역 응용 분야에서 더 우수한 특성을 나타냅니다. 이러한 소자의 높은 전력 밀도와 비교적 높은 임피던스 덕분에 통신 분야의 광대역 고출력 마이크로파 시스템은 새로운 전망을 갖게 되었습니다.

GaN 전력 소자는 빠르게 인기를 얻고 있는 혁신 기술인 무선 충전을 소비자 가전 분야에 구현하는 데 중요한 역할을 합니다. 스마트폰의 고속 충전 또한 GaN 전력 소자를 통해 가능해졌습니다. 나아가 무선 충전은 충전 시간 단축, 태양광 모듈 변환기의 효율 향상, 그리고 태양광 모듈의 소형화에도 기여합니다. 노트북, 스마트폰, 그리고 태양광 모듈 충전기는 무선 충전 분야에서 GaN 전력 소자 활용을 촉진하는 주요 제품입니다.

전기차와 하이브리드 자동차에는 GaN 전력 소자가 사용됩니다. 자동차 산업에 사용되는 GaN 전력 소자는 크게 가로형과 세로형 두 가지 유형으로 나뉩니다. Si 전력 MOSFET과 비교했을 때, 가로형 GaN 전력 소자는 600V에 달하는 높은 차단 전압, 향상된 성능 특성, 낮은 내부 저항, 그리고 고속 공진 특성을 지니고 있어 널리 사용되고 있습니다. 미래 자동차 전동화 분야에서 GaN 전력 소자의 활용도는 매우 높습니다. 지난 10년간 관련 소재 및 기기 기술이 빠르게 발전해 온 점을 고려할 때, GaN 전력 소자는 전기 에너지 변환 손실을 줄이는 측면에서 전기차 및 하이브리드 자동차에 더욱 널리 적용될 것으로 예상됩니다.

지역 분석

북미가 세계 시장을 장악하고 있다

전 세계 GaN 전력 소자 시장은 북미, 유럽, 아시아 태평양 및 LAMEA의 네 지역으로 나뉩니다.

북미는 전 세계 GaN 전력 소자 시장에서 최대 점유율을 차지하고 있으며, 예측 기간 동안 연평균 34.60%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 북미가 GaN 전력 소자 시장을 선도하는 이유는 미국과 캐나다와 같이 정부가 전기차(EV) 및 하이브리드 전기차(HEV) 사용을 장려하여 대기오염 문제 해결에 적극적으로 나서고 있는 국가들의 존재 때문입니다. 이러한 차량들은 GaN 전력 소자를 광범위하게 사용합니다. 또한, 미국의 막대한 국방비 지출 역시 이 지역 GaN 전력 소자 시장 성장을 견인하는 요인입니다.

유럽 ​​시장은 예측 기간 동안 연평균 36.20% 성장하여 8억 4,255만 달러 규모에 이를 것으로 예상됩니다. 독일은 유럽 국가 중 가장 큰 시장 점유율을 차지하고 있습니다. GaN 전력 소자는 디지털 전자 기기 사용 증가, 최신 전기 자동차 보급 확대, 첨단 가상 시스템 개발 등으로 유럽에서 다양한 성장 기회를 맞이하고 있습니다. 유럽 시장은 첨단 전기 자동차에 대한 수요 증가로 인해 향후 몇 년 동안 빠르게 성장할 것으로 전망됩니다. 중소기업 인수, 저전력 제품 채택 증가, 정부의 적극적인 투자 유치(자금 지원 등) 또한 시장 성장에 기여하고 있습니다.

아시아 태평양 지역은 고전압 발전소의 존재, 전력 모듈 수요 증가, 인구 증가 등으로 인해 GaN 전력 소자 시장 점유율 성장률이 가장 높은 지역입니다. 더 나아가, GaN 트랜지스터를 사용하는 전력 전자 시스템이 전체 전력 에너지의 약 70%를 처리할 것으로 예측됩니다. 이러한 소자는 자동차, 신재생 에너지 시설, 전력망 인프라 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 여러 산업 분야의 기업들은 전력 관리에서 전력 장비의 중요성을 인식하고 있으며, 자동 스위칭 장치와 전력 모듈에 대한 강력한 수요 또한 시장 성장을 견인할 것으로 예상됩니다.

라틴 아메리카, 중동 및 아프리카(LAMEA) 지역의 GaN 전력 소자 시장 수요 증가는 이 지역의 고성능 전력 IC에 대한 수요 증가에 힘입어 가속화될 것으로 예상됩니다. GaN 전력 모듈은 뛰어난 효율성으로 인해 이 지역에서 높은 수요를 보이고 있습니다. 최첨단 기술에 대한 욕구 증가 또한 시장 성장을 견인하고 있습니다.전력 전자 장치의 도입냉장고, 텔레비전, 세탁기와 같은 전자 제품 분야에서의 GaN 기술은 라틴 아메리카가 글로벌 시장에서 인정받는 데에도 기여했습니다. 라틴 아메리카 GaN 전력 소자 시장은 여러 전자 산업 분야에서 전력 관리 장치에 대한 수요 증가와 전기 자동차 보급 확대로 인해 성장하고 있습니다.