世界のRF窒化ガリウム市場規模/シェア/動向分析レポート：ディスクリートRFデバイス、集積RFデバイス

2023年9月19日2023年9月19日 marketing RF窒化ガリウム

RF窒化ガリウム市場は、2022年に13億米ドルと評価され、2028年には28億米ドルに達すると予測されています。

従来のSIに対するGaNの優位性、パワーエレクトロニクスデバイスに対する消費者や企業、自動車業界からの需要の高まり、RFアプリケーションにおけるGaNの適合性などが、RF窒化ガリウム市場の成長を促進する要因となっています。

市場動向

ドライバー：従来のSIに対するGaNの優位性
パワー・アプリケーションは、より小型で効率的なソリューションへと移行しています。デバイスをより小さなパッケージに収容できるよう、より高い電力密度を達成するために、GaNはスペースが限られているシリコンの置き換えに最適です。その優れた性能により、GaN ベースのパワー・デバイスは、パワー・コンバータ、インバータ、モーター・ドライブなどのパワー・エレクトロニクス・アプリケーションへの導入が進んでいます。GaNデバイスの開発および製造は、フリップチップ接合、ウェーハの薄型化、ヒートシンクや高熱伝導性基板の使用などの改良された放熱技術を統合したGaN材料の特徴により、さらに異なる可能性があります。これらのデバイスは、より高い周波数で動作し、より大きな電力密度を管理することができるため、エネルギー効率の向上とシステム・サイズの縮小につながります。

GaNデバイスは、高耐圧、高電子移動度、低スイッチング損失などの利点を提供し、運用コストと環境破壊を低減します。GaNデバイスは、高周波動作、高電力密度、効果的な放熱を念頭に置いて設計されることがよくあります。その利点を効果的に引き出すために、GaNデバイスの設計では、耐圧の高さやバンドギャップの広さなど、GaN材料特有の特性を考慮する必要があります。
GaNベースのパワー・トランジスタは、パワー・エレクトロニクス・アプリケーションで広く使用されています。このようなデバイスは、高電力密度、高効率、高周波動作が可能であるため、パワー・コンバータ、インバータ、モータ駆動装置、および効率的な電力変換と高い電力処理能力を必要とするその他のさまざまなアプリケーションに適しています。一般に、ワイドバンドギャップ半導体は、高電力密度アプリケーション、低消費電力で高動作電圧アプリケーション、無線通信における高 RF 出力アプリケーションに適しています。

一方、GaN技術は、その特殊な性質と性能上の優位性から、データ増大、医療用画像処理、サイバーセキュリティなどのアプリケーションにさらに参入すると予測されています。GaNのユニークな特徴は、利点が制限を克服し、この先端半導体材料の使用を正当化する特定のアプリケーションにおいて特に重要です。

制約：高電圧半導体用途における炭化ケイ素（SiC）などの代替材料の高い有効性
炭化ケイ素（SiC）と窒化ガリウム（GaN）は、さまざまな用途で標準的なシリコン（Si）よりも優れた性能を発揮する高性能ワイドバンドギャップ半導体材料です。効率という観点から炭化ケイ素（SiC）と窒化ガリウム（GaN）のどちらを選ぶかは、アプリケーションの特定のニーズによって決まります。SiCデバイスは耐圧が高いため、高電圧アプリケーションに適しています。SiCパワーコンポーネントは、より高い電圧に耐えることができるため、グリッドレベルのアプリケーション、ハイパワーインバーター、および電力網のインフラに適しています。しかし、GaN デバイスは一般的に、民生用電子機器、サーバー電源、車載システムなどの低電圧から中電圧のアプリケーションに採用されています。

さらに、GaNデバイスはSiCデバイスよりも高価であることが多いです。GaNデバイスが高価なのは、製造工程が複雑で、特殊な工具や材料が必要なためです。しかし、SiCデバイスは規模の経済とより発達したサプライ・チェーンの恩恵を受けているため、製造コストを安く抑えることができます。どちらの技術もまだ進化を続けており、最新の研究開発活動ではこれらの問題を解決し、GaNデバイスの性能、費用対効果、拡張性を高めようとしています。

チャンス進化するGaNの再生可能エネルギー・アプリケーション
太陽光発電は、住宅および商業顧客向けの最も急速に成長しているソリューションの1つであり、持続可能な未来の開発にも不可欠です。太陽エネルギーの関連性に対する意識の高まりは、太陽エネルギーハーベスティング分野の研究の増加をもたらしました。GaN技術は、より高い電圧と電流を扱うことができるため、再生可能エネルギー・システムにおいてより優れた電力密度を可能にします。エネルギー貯蔵システムや電気自動車の充電器のように、パワーエレクトロニクスが小型で高い電力レベルを提供しなければならないアプリケーションでは、より高い電力密度が不可欠です。

GaNベースのデバイスは、従来のシリコンベースのデバイスに比べていくつかの点で優れており、さまざまな再生可能エネルギー・アプリケーションでの使用に適しています。GaNベースのコンバータやインバータは、より高いスイッチング周波数で動作し、パワーエレクトロニクスのサイズと重量を低減し、システム全体の効率を高めることができます。

課題：高い材料費と製造コスト
ガリウムや窒素前駆体など、GaNの製造に必要な原材料は、Siベースのデバイスに使用される材料と比較すると高価です。GaN エピタキシャル層は通常、炭化ケイ素（SiC）またはサファイア基板上で製造されるため、原材料のコストが高くなります。また、GaN エピタキシャル層を作製するために必要な特殊な装置やプロセスによっても、原材料の価格は上昇します。

さらに、GaN デバイスの製造は、分子線エピタキシー（MBE）や有機金属化学気相成長（MOCVD）システムのような特殊な装置を必要とする、比較的困難な手順です。これらの装置を購入し、操作し、維持するには、かなりのコストがかかります。GaNデバイスの製造コスト全体は、製造プロセスの複雑さと厳密なプロセス制御の必要性によって増大します。

製造技術がさらに進歩し、大量生産が可能になるにつれて、GaN技術に関連するコストは時間の経過とともに徐々に下がり続けています。GaNデバイスのコストは、材料の成長方法と製造手順が進歩し続けるにつれて低下すると予測されています。

この市場で著名な企業には、RF GaNデバイスの老舗で財務的に安定したプロバイダーが含まれます。これらの企業は市場で数年間事業を展開しており、多様な製品ポートフォリオ、最先端技術、強力なグローバル販売・マーケティングネットワークを有しています。この市場で著名な企業には、住友電工デバイスイノベーションズ（日本）、Qorvo, Inc.（米国）、WOLFSPEED, INC.（米国）、NXPセミコンダクターズ（オランダ）、MACOM（米国）、Infineon Technologies AG（ドイツ）、ローム株式会社（日本）、Texas Instruments Inc. (日本）、Texas Instruments Incorporated（テキサス州）、株式会社東芝（日本）、STMicroelectronics N.V.（スイス）。

最終用途別では、衛星通信分野が2023年から2028年にかけて最も高いCAGRで成長する見込み
衛星通信向けRF窒化ガリウム市場は、2023年から2028年にかけて最も高いCAGRで成長する見込み。衛星通信は、特に他のインフラが利用できない遠隔地や農村部において、高速データ伝送を実現する重要な手段です。RF GaNデバイスは、長距離で大量のデータを伝送するために不可欠な高い電力効率と帯域幅を提供するため、衛星通信アプリケーションに適しています。また、グローバルなカバレッジと高いデータレートを提供する新しい衛星コンステレーションが数多く開発されています。RF GaNデバイスは、宇宙での動作に必要な電力効率と信頼性を提供するため、これらの新しいコンステレーションに不可欠です。これらの要因により、RF窒化ガリウム市場の衛星通信最終用途向け市場が牽引される見込みです。

ウェーハサイズ別では、200以上のセグメントが予測期間中に高いCAGRで成長する見込み。
RF窒化ガリウム市場のウェーハサイズ別では、2023年から2028年にかけて200枚以上がより高いCAGRを示す見込み。この成長は、ウェーハサイズが大きくなることで、ウェーハ1枚当たりにより多くのダイを生産できるようになり、大幅なコスト削減につながるためです。例えば、200mmウェハでは、6インチウェハの最大100倍のダイを生産することができます。ウェーハのコストはデバイスの総コストの大きな要因であるため、これはRF GaNデバイスの大幅なコスト削減につながります。また、RF GaN デバイスの需要が高まるにつれて、これらのデバイスに使用される材料の入手可能性も高まっています。このため、200mm以上のウェーハサイズが利用可能になり、この市場セグメントの成長をさらに促進しています。

2028年、RF窒化ガリウム市場全体のCAGRは北米が最も高いと予測。
2028年には、北米が最も高いCAGRを記録する見込み。この地域の成長は、電気自動車とハイブリッド電気自動車市場の成長も北米の成長を支えているためです。電気自動車やハイブリッド車市場では、RF GaNデバイスがエレクトロニクスシステム全体に革命をもたらしました。このような車両にRF GaNデバイスを使用することで、システムが小型化され、車両全体の重量が軽減され、バッテリー管理が容易になります。窒化ガリウムの成長は、米国に多数の主要企業が存在するため、米国が支配的です。WOLFSPEED, INC.、オン・セミコンダクター・コーポレーション、コヒレント・コーポレーション、Qorvo, Inc.、MACOMなどがRF GaN市場に参入しているプレーヤーです。

主要企業

住友電工デバイスイノベーションズ（日本）、Qorvo, Inc.（米国）、WOLFSPEED, INC.（米国）、NXPセミコンダクターズ（オランダ）、MACOM（米国）、Infineon Technologies AG（ドイツ）、ローム株式会社（日本）、Texas Instruments Inc. (日本）、Texas Instruments Incorporated（テキサス州）、株式会社東芝（日本）、STMicroelectronics N.V.（スイス）などがRF窒化ガリウム企業の主要プレーヤーです。

この調査レポートは、デバイスタイプ別、ウェハサイズ別、最終用途別、地域別にRF窒化ガリウム市場を分類しています。

セグメント

サブセグメント

デバイスタイプ別

はじめに
ディスクリートRFデバイス
集積RFデバイス
ウェハサイズ別

導入
<200mm未満
200mm以上
用途別

用途別
電気通信インフラ
衛星通信
軍事・防衛
その他
地域別

地域別
北米
不況の影響
米国
カナダ
メキシコ
欧州
景気後退の影響
ドイツ
イギリス
フランス
その他の欧州
アジア太平洋
景気後退の影響
中国
日本
韓国
その他のアジア太平洋地域
その他の地域
景気後退の影響
中東・アフリカ
南米

2023年3月、Infineon Technologies AGは、窒化ガリウム（GaN）パワートランジスタのリーダーであるGaN Systems Inc（カナダ）を買収しました。この買収により、インフィニオンのGaNロードマップが加速し、パワーシステムにおけるリーダーシップが強化されます。
2023年2月、MACOMはエピタキシャルウエハー、ファウンドリーサービス、MMICのサプライヤーであるOMMIC SAS（フランス）を買収しました。この買収により、MACOMは欧州市場への参入、ウェハ生産能力の拡大、より高いミリ波周波数への製品提供の拡大に注力しており、これらはすべて当社の長期戦略に沿ったものです。
2023年3月、オン・セミコンダクター・コーポレーションは本社をアリゾナ州フェニックスからスコッツデールに移転しました。この移転により、同社のエネルギー消費量は2021年のエネルギー使用量と比較して1,284万kWh削減され、2040年までのネット・ゼロ・エミッションの目標達成にプラスの影響を与えます。
ローム株式会社は2022年4月、デルタ電子株式会社と次世代GaN（窒化ガリウム）パワーデバイスの開発・量産で提携しました。デルタの電源デバイス開発技術とロームの電源開発・製造ノウハウにより、幅広い電源システムに最適な耐圧600VのGaNパワーデバイスを開発しました。

【目次】

1 はじめに（ページ – 19）
1.1 調査目的
1.2 市場の定義
1.2.1 包含と除外
1.3 調査範囲
1.3.1 対象市場
図1 RF窒化ガリウム市場：セグメンテーション
1.3.2 地域範囲
1.3.3 考慮した年数
1.4 通貨
1.5 利害関係者

2 調査方法 (ページ – 23)
2.1 調査データ
図2 RF窒化ガリウム市場：調査デザイン
2.1.1 二次調査および一次調査
2.1.2 二次データ
2.1.2.1 主要な二次情報源のリスト
2.1.2.2 二次ソースからの主要データ
2.1.3 一次データ
2.1.3.1 主要な一次インタビュー参加者のリスト
2.1.3.2 プライマリーの内訳
図3 プライマリーの内訳
2.1.3.3 一次資料からの主要データ
2.1.3.4 主要な業界インサイト
2.2 要因分析
2.2.1 供給サイド分析
図4 市場規模推定手法：アプローチ1（供給側分析）-RF窒化ガリウム市場で提供される製品の販売から企業が生み出す収益
図5 市場規模推計手法：アプローチ2（トップダウンアプローチ、サプライサイド分析）-RF窒化ガリウム市場における1社の収益推計図
2.3 市場規模の推定
図6 市場規模推計手法：サプライサイド分析
2.3.1 ボトムアップアプローチ
2.3.1.1 ボトムアップ分析による市場シェア獲得のアプローチ（需要側）
図7 市場規模推計手法：ボトムアップアプローチ
2.3.2 トップダウンアプローチ
2.3.2.1 トップダウン分析によるシェア獲得アプローチ（供給側）
図8 市場規模推定手法：トップダウンアプローチ
2.3.3 成長予測
表1 市場成長の前提
2.4 市場の内訳とデータの三角測量
図9 RF窒化ガリウム市場：データ三角測量
2.5 リサーチの前提
表2 RF窒化ガリウム市場：マクロ経済環境とミクロ経済環境の主要前提条件
2.6 調査の限界
2.7 リスク評価
表3 RF窒化ガリウム市場：リスク評価

3 EXECUTIVE SUMMARY (ページ – 37)
図 10 予測期間中に最も高い CAGR を示すのは衛星通信分野
図 11 RF窒化ガリウム市場では、予測期間中200mmウェーハ以上が高CAGRを記録
図 12 2028 年には金額ベースでアジア太平洋地域が RF ガリウムナイトライド市場を支配
3.1 RF窒化ガリウム市場への景気後退の影響
図 13 2022～2028 年におけるRF窒化ガリウム市場への景気後退前後の影響

4 PREMIUM INSIGHTS (ページ – 41)
4.1 RF窒化ガリウム市場におけるプレーヤーの魅力的な成長機会
図 14 5G の採用拡大が RF 窒化ガリウム市場の成長を牽引
4.2 RF窒化ガリウム市場：デバイスタイプ別
図15：予測期間中、RFガリウムナイトライド市場でより高いCAGRを記録する集積型RFデバイス分野
4.3 通信インフラ向けRF窒化ガリウム市場：地域別
図16：予測期間中、アジア太平洋地域の通信インフラ向け市場が最大シェアを維持
4.4 アジア太平洋地域のRF窒化ガリウム市場：エンドユーザー別
図17 アジア太平洋地域のRF窒化ガリウム市場は、2023年から2028年にかけて衛星通信が最も高い成長率を記録
4.5 RF窒化ガリウム市場：地域別
図18 2028年に金額ベースでアジア太平洋地域がRF窒化ガリウム市場で最大シェアを占める
4.6 RF窒化ガリウム市場：国別
図 19 中国は予測期間中、RF窒化ガリウム市場で最も高いCAGRを記録

5 市場概要 (ページ – 45)
5.1 はじめに
5.2 市場ダイナミクス
図 20 RF窒化ガリウム市場：促進要因、阻害要因、機会、課題
5.2.1 推進要因
5.2.1.1 従来のシリコンに対する窒化ガリウムの様々な利点
図 21：窒化ガリウムとシリコン半導体の比較
5.2.1.2 パワーエレクトロニクス・デバイスに対する消費者、企業、自動車業界からの需要の増加
5.2.1.3 ガリウムナイトライド・エコシステムにおける効果的な技術開発
表4 窒化ガリウムと炭化ケイ素の比較
5.2.1.4 RF用途における窒化ガリウムの適合性
5.2.1.5 軍事、防衛、航空宇宙用途での窒化ガリウムRF半導体デバイスの採用増加
図22 RF窒化ガリウム市場への推進要因とその影響
5.2.2 阻害要因
5.2.2.1 高電圧半導体用途における炭化ケイ素などの代替品の高い有効性
図23 RF窒化ガリウム市場における阻害要因とその影響
5.2.3 機会
5.2.3.1 窒化ガリウムの再生可能エネルギー用途の拡大
5.2.3.2 電気自動車やハイブリッド電気自動車における窒化ガリウムの応用
5.2.3.3 6Gインフラ開発における窒化ガリウムの可能性
5.2.3.4 スマート・マニュファクチャリングの強化傾向
図24 RF窒化ガリウム市場における機会とその影響
5.2.4 課題
5.2.4.1 高い材料コストと製造コスト
5.2.4.2 窒化ガリウム・デバイスの電気レイアウト設計に伴う複雑さ
図25 RF窒化ガリウム市場における課題とその影響
5.3 バリューチェーン分析
図26 RF窒化ガリウム市場のバリューチェーン
表5 RF窒化ガリウム市場：エコシステム
5.3.1 RF窒化ガリウム市場におけるプレイヤーの収益シフトと新たな収益ポケット
図 27 RF窒化ガリウム市場における収益シフト
5.4 RF窒化ガリウム市場のエコシステム
図28 窒化ガリウムのエコシステム
5.5 平均販売価格分析
図29 平均販売価格（デバイスタイプ別
5.5.1 デバイスタイプの平均販売価格：主要プレーヤー別
図30 主要プレーヤーが提供するデバイスタイプの平均販売価格
表6 主要プレーヤー別デバイスタイプ別平均販売価格（米ドル）
5.6 主要な利害関係者と購買基準
5.6.1 購入プロセスにおける主要ステークホルダー
図31 上位3エンドユーザーの購買プロセスにおける関係者の影響力
表7 上位3社のエンドユーザーの購買プロセスにおける関係者の影響度(%)
5.6.2 購入基準
図 32 エンドユーザー上位 3 社の主な購買基準
表8 エンドユーザー上位3社の主な購買基準
5.7 ポーターの5つの力分析
表9 RF窒化ガリウム市場：ポーターの5つの力分析
図 33 ポーターの5つの力分析
5.7.1 新規参入の脅威
5.7.2 代替品の脅威
5.7.3 供給者の交渉力
5.7.4 買い手の交渉力
5.7.5 競合の激しさ
5.8 ケーススタディ
5.8.1 デルタ・エレクトロニクス、テキサス・インスツルメンツ社の窒化ガリウム技術でデータセンターを駆動
5.8.2 トランスフォームがコルセアに高性能電源を低コストで提供
5.9 技術分析
5.9.1 ガリウムナイトライドオンシリコンカーバイド（GAN-ON-SIC）
5.10 貿易分析
5.10.1 輸入シナリオ
表10 輸入データ, 国別, 2018-2022 (百万米ドル)
5.10.2 輸出シナリオ
表11 輸出データ、国別、2018-2022年（百万米ドル）
5.11 特許分析
図34 窒化ガリウムの特許取得件数（2012-2022年
図35 窒化ガリウムデバイスに付与された特許の地域別分析（2022年
表12 RF窒化ガリウム市場に関連する特許一覧（2021～2023年
5.12 主要会議とイベント（2023～2024年
表13 RF窒化ガリウム市場：会議・イベント一覧
5.13 規格と規制
5.13.1 規制機関、政府機関、その他の団体
表14 北米：規制機関、政府機関、その他の団体一覧
表15 欧州：規制機関、政府機関、その他の組織のリスト
表16 アジア太平洋地域：規制機関、政府機関、その他の組織のリスト
5.13.2 規格
5.13.2.1 IEC 63373:2022
5.14 関税分析
表17 中国が輸出するHSコード381800のRF窒化ガリウム炭化物の関税（2021年
表18 ドイツが輸出するHSコード381800のRF窒化ガリウムの炭化物の関税（2021年

6 RF窒化ガリウム市場, デバイスタイプ別 (ページ – 73)
6.1 はじめに
図 36：RF 内蔵デバイスが予測期間中 RF 窒化ガリウム市場をリード
表19 RF窒化ガリウム市場：デバイスタイプ別、2019～2022年（百万米ドル）
表20 RF窒化ガリウム市場：デバイスタイプ別、2023～2028年（百万米ドル）
6.2 ディスクリートRFデバイス
6.2.1 携帯電子機器のバッテリー寿命延長への展開が市場を牽引
表21 ディスクリートRFデバイス：RF窒化ガリウム市場、2019～2022年（百万ユニット）
表22 ディスクリートRFデバイス：RF窒化ガリウム市場、2023～2028年（百万個）
6.3 内蔵RFデバイス
6.3.1 ディスクリートRFデバイスよりも高いレベルの小型化、高い効率と信頼性がこの分野を後押し

7 RF窒化ガリウム市場、ウェーハサイズ別 (ページ – 77)
7.1 はじめに
図 37 2028 年には 200 mm 以上のウェハが RF 窒化ガリウム市場をリード
表 23 RF 窒化ガリウム市場：ウェーハサイズ別、2019～2022 年（百万米ドル）
表24 RF窒化ガリウム市場、ウェーハサイズ別、2023～2028年（百万米ドル）
7.2 200mm未満
7.2.1 200mm未満ウェーハの費用対効果がセグメントを牽引
7.3 200mm以上
7.3.1 高い生産歩留まりと低い生産コストがこの分野を牽引

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レポートコード： SE 8719