GaN半導體裝置市場到2027年將達到58.5億美元、成長率19.8%

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科技產業資訊室 (iKnow) - May 發表於 2020年10月6日

圖、美國GaN半導體裝置市場預估 (2016-2027)

基於摩爾定律即將走到極限，各家半導體業者正尋求第三代半導體開發。所謂第三代半導體係指材料以碳化矽（SiC）、氮化鎵（GaN）及硒化鋅等寬頻半導體為主，有別於第一代的矽（Si）、第二代的砷化鎵（GaAs）之半導體材料。

根據市場研究機構Grand View Research進行的一項氮化鎵(GaN)半導體裝置市場研究，預測到2027年，全球 GaN半導體裝置市場規模預計將達到58.5億美元，從2020年到2027年，複合年增長率為19.8％。市場增長原因，因氮化鎵（GaN）技術進步及在各種半導體裝置產品應用呈現增長態勢，例如：5G無線通信設備的需求（主要在國防通信領域、E類，F類和C類功率放大器）推動需求的成長。

航太和國防技術公司，例如：

L3Harris Technologies Inc .；Northrop Grumman公司；BAE Systems正在與政府機構合作，將氮化鎵半導體用於軍事電子戰（EW）系統和AESA雷達應用。
2012年2月，Northrop Grumman公司設立了先進技術實驗室，以開發用於關鍵軍事項目的氮化鎵半導體。該公司與美國政府已投資超過3億美元，用於在軍事系統中開發和集成GaN半導體，以增強太空，飛機和地面防禦通信系統的功能。
恩智浦宣布在美國建廠所要生產5G用晶片，材料也是氮化鎵。
Transphorm公司（矽晶片上氮化鎵功率器件的初創公司）宣布已完成一筆3500萬美元的E輪融資。本輪融資由日本創新網絡公司（INCJ）和日本國際電子公司（NIEC）領導。

還有，電動車輛的車載充電站和EV充電樁的供應設備中對GaN半導體裝置的需求已經增加。例如，在2019年10月，名古屋大學發布了一款完全使用氮化鎵半導體裝置的電動汽車All GaN Vehicle。與目前使用SiC開發的電動汽車相比，該汽車的效率提高了20％。由於這些晶片在車載資通訊娛樂主機（IHU）和高級駕駛員輔助系統（ADAS）等汽車應用中的使用量不斷增加，因此預計8英寸晶片市場將受到高度關注。

由於，對高效和高性能射頻零組件的需求不斷增長，以及中國、日本和韓國等國家的電動汽車產量激增，亞太地區有望成為GaN增長最快的地區市場。例如，中國『十四五規劃』投入10兆人民幣拚第三代半導體自主。

GaN半導體裝置零組件，包括：晶體管、二極管、整流器、電源IC及其他。

目前，氮化鎵（GaN）半導體裝置市場主要參與者：

Cree
Efficient Power Conversion Corporation
富士通有限公司
GaN Systems
英飛凌科技股份公司
NexGen電力系統
恩智浦半導體
Qorvo, Inc.
德州儀器公司
東芝公司

日本經產省決定押寶氮化鎵
日本也由政府集結上中下游產業合作發展GaN，5年內撥款90兆日圓(約25.2兆台幣)資助研發氮化鎵在半導體方面應用的大學、企業，目標2020年代後半全面量產。雖然，碳化矽發展比氮化鎵更成熟，但日本是全球第一個研發氮化鎵的國家，而且發展為成熟的材料自然有更多未來性，都可能是日本經產省決定押寶氮化鎵的原因。物理學界曾有研究指出，若所有半導體都改用氮化鎵為材料，目前所有電子產品耗電能減少10至25%。

中國大陸計劃正在制訂的『十四五規劃』(2021-2025年期間)將納入第三代半導體產業發展，從教育、科研、開發、融資、應用等等各個方面，大力支持發展第三代半導體產業，以期實現半導體產業獨立自主。但目前尚不知是否集中發展GaN半導體。

歐盟也將上中下游產業聚集合作，搶攻第三代半導體產業發展。

我國廠商也搶攻砷化鎵晶圓代工
砷化鎵晶圓代工龍頭穩懋為搶攻第三代半導體材料碳化矽(SiC)與氮化鎵(GaN)商機，已獲准進駐南科高雄園區，預計斥資850億元設廠，未來產能將超越現有桃園廠二倍，客戶涵蓋全球IDM大廠及IC設計公司，產品主要應用在手機、Wi-Fi及基礎建設之功率放大器（PA）、低雜訊放大器（LNA）等射頻元件，以及3D感測雷射晶片等，關鍵元件在手機、基地台、衛星中不可或缺。(829字；圖1)

參考資料：
Global GaN Semiconductor Devices Market Report, 2020-2027. Grand View Research, 2020/9.
GaN Semiconductor Devices Market Size Worth $5.85 Billion By 2027. Grand View Research, 2020/9.
中國『十四五規劃』投入10兆人民幣拚第三代半導體自主。科技產業資訊室 (iKnow)，2020/9/4.

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