Mercado de sustratos de GaN: por tipo de producto (sustratos de GaN sobre SiC, sustratos de GaN sobre Si, sustratos de GaN sobre zafiro, sustratos de GaN a granel, otros), por tamaño de oblea, por industria de uso final, por aplicación y pronóstico , 2024 - 2032

GaN Substrate Market Size

GaN Substrate Market fue valorado en USD 241,4 millones en 2023 y se prevé que crecerá en una CAGR de más del 10% entre 2024 y 2032. Los sustratos Gallium Nitride (GaN) son cruciales para la electrónica de energía debido a sus propiedades eléctricas superiores, incluyendo mayor tensión de descomposición, velocidades de conmutación más rápidas y menor resistencia en comparación con los sustratos tradicionales de silicio.

La creciente necesidad de dispositivos de energía eficiente en sectores como la electrónica automotriz, industrial y de consumo está impulsando la adopción de sustratos GaN, ya que permiten soluciones de potencia más compactas, eficientes y robustas.

El Gobierno chino sigue promoviendo la adopción de VE mediante diversos incentivos, subvenciones y reglamentos estrictos sobre emisiones. Estas políticas están impulsando a los fabricantes de automóviles y proveedores a invertir en tecnologías de vanguardia como GaN para cumplir con las normas de rendimiento, mejorar la eficiencia energética y reducir los costos generales de los vehículos. Por ejemplo, en agosto de 2023, GaN Systems se asoció con ACEpower para acelerar la adopción de tecnologías eléctricas GaN en el mercado EV de China. Esta colaboración se centra en optimizar la conversión de potencia y desarrollar módulos de potencia integrados avanzados.

La expansión global de las redes 5G aumenta significativamente la demanda de sustratos GaN. La capacidad de GaN para operar en frecuencias más altas y niveles de potencia lo hace ideal para infraestructura 5G, incluyendo estaciones de base y componentes RF. A medida que los operadores y fabricantes de equipos de telecomunicaciones invierten en tecnología 5G, se espera que el mercado de sustratos GaN experimente un crecimiento sustancial, impulsado por la necesidad de materiales de alto rendimiento en aplicaciones de alta frecuencia.

Uno de los retos más importantes en la industria de sustratos de GaN es el alto costo de producción. La fabricación de sustratos GaN implica procesos complejos y costosos, como el epitaxi de fase de vapor de hidrato (HVPE) y el epitaxi de haz molecular (MBE). Además, las materias primas necesarias para la producción de GaN, incluidas las fuentes de gasio y nitrógeno, son más costosas en comparación con los sustratos tradicionales de silicio. Este problema de costos se ve agravado por las tasas de rendimiento relativamente bajas en la fabricación de sustratos GaN, lo que aumenta aún más los costos generales de producción. Como resultado, el alto precio de los sustratos GaN puede limitar su adopción generalizada, especialmente en mercados sensibles a los costos, y puede frenar la trayectoria de crecimiento del mercado.

GaN Substrate Market Tendencias

La industria de sustratos GaN está experimentando un crecimiento notable, impulsado por la creciente adopción de tecnología GaN en diversas aplicaciones de alto rendimiento. Como industrias como telecomunicaciones, automoción y electrónica de consumo se desplazan hacia soluciones de potencia más eficientes y compactas, la demanda de sustratos GaN está aumentando. Las excepcionales propiedades eléctricas de GaN, incluyendo mayor tensión de descomposición y velocidades de conmutación más rápidas, lo convierten en una opción preferida sobre sustratos tradicionales de silicio, especialmente en aplicaciones que requieren alta eficiencia y fiabilidad. Se espera que esta tendencia continúe a medida que más sectores reconozcan las ventajas de los dispositivos basados en GaN, lo que alimenta la expansión del mercado.

En el sector de las telecomunicaciones, la puesta en marcha mundial de redes 5G es una tendencia clave que impulsa el mercado. La capacidad de GaN para operar a altas frecuencias y niveles de potencia lo hace ideal para infraestructura 5G, incluyendo estaciones de base y componentes RF. A medida que los operadores de telecomunicaciones y los fabricantes de equipos invierten fuertemente en la tecnología 5G, se prevé que la demanda de sustratos GaN aumente. Esta tendencia se ve respaldada además por la necesidad de materiales avanzados que puedan satisfacer los estrictos requisitos de rendimiento de las aplicaciones 5G, posicionando a GaN como un habilitador crítico de las tecnologías de comunicación de próxima generación.

La industria automotriz, en particular el segmento de vehículos eléctricos (EV), también contribuye al crecimiento de la industria de sustratos GaN. Los sustratos GaN se utilizan cada vez más en electrónica de energía para VE, donde ofrecen una eficiencia superior, una generación de calor reducida y un tamaño de componente menor en comparación con las alternativas basadas en silicio. A medida que los gobiernos y los consumidores impulsan la adopción de EV para reducir las emisiones de carbono, se espera que aumente la demanda de soluciones de energía basadas en GaN. Esta tendencia subraya la importancia estratégica de los sustratos de GaN en el desarrollo de tecnologías de transporte eficientes y sostenibles, impulsando aún más su penetración en el mercado.

GaN Substrate Market Analysis

Basado en el tipo de producto, el mercado se divide en sustratos GaN-on-SiC (Silicon Carbide), sustratos GaN-on-Si (Silicon), sustratos GaN-on-Sapphire, sustratos GaN a granel y otros. Se espera que el segmento GaN-on-SiC alcance un valor de más de 150 millones de dólares en 2032.

• El segmento de sustratos GaN-on-SiC (Silicon Carbide) es altamente valorado en la industria de sustratos GaN por su conductividad térmica superior y capacidades de manejo de alta potencia, lo que lo hace ideal para aplicaciones en dispositivos RF y electrónica de alta potencia. Este segmento está ganando tracción en sectores como telecomunicaciones y defensa, donde la demanda de materiales robustos y de alto rendimiento es crítica. La capacidad de los sustratos GaN-on-SiC para operar eficientemente a altas frecuencias y temperaturas los posiciona como una opción preferida para la infraestructura 5G y los sistemas de radar, impulsando su adopción y crecimiento del mercado.
• El segmento de sustratos GaN-on-Si (Silicon) está experimentando un crecimiento significativo debido a su eficacia en función de los costos y compatibilidad con los procesos de fabricación semiconductores existentes basados en silicio. Este segmento es particularmente atractivo para aplicaciones de alto volumen en electrónica de consumo y industrias automotrices, donde la escalabilidad y el costo son consideraciones clave. Mientras que los sustratos GaN-on-Si pueden tener menor conductividad térmica en comparación con GaN-on-SiC, sus menores costos de producción y facilidad de integración con las instalaciones de fabricación de silicio establecidas hacen de ellos un fuerte contendiente en el mercado, especialmente para aplicaciones de potencia media.

Basado en la aplicación, el mercado de sustratos GaN se divide en LEDs, electrónica de energía, dispositivos de radiofrecuencia (RF), diodos láser, fotodetecdores, mems, células solares y sensores. El segmento de electrónica de potencia es el segmento de mayor crecimiento con una CAGR de más del 14% entre 2024 y 2032.

• El segmento LED es un área de aplicación dominante para sustratos GaN, impulsado por la demanda global de soluciones de iluminación eficientes en energía y tecnologías avanzadas de visualización. Las propiedades eléctricas y térmicas superiores de GaN lo convierten en un material ideal para producir LEDs de alta calidad, que son ampliamente utilizados en electrónica de consumo, iluminación automotriz y iluminación general. El impulso hacia tecnologías sostenibles y de ahorro de energía, junto con el crecimiento de sistemas de iluminación inteligente, está impulsando la adopción de sustratos GaN en la fabricación de LEDs. Este segmento sigue creciendo a medida que las innovaciones en la tecnología GaN llevaron a productos LED más eficientes y rentables.
• En el segmento de electrónica de energía, los sustratos de GaN son cada vez más preferidos por su capacidad de operar con voltajes, temperaturas y frecuencias superiores a los materiales tradicionales basados en silicio. Esto los hace ideales para aplicaciones en vehículos eléctricos, sistemas de energía renovable y suministros de energía industrial, donde la eficiencia y la gestión térmica son esenciales. El creciente énfasis en la eficiencia energética y la necesidad de dispositivos de potencia compactos y de alto rendimiento están impulsando la adopción de sustratos GaN en este segmento. A medida que las industrias tratan de reducir el consumo de energía y mejorar el rendimiento del sistema, se espera que el segmento de electrónica de energía vea un crecimiento significativo.
• El segmento de dispositivos Radio Frequency (RF) se beneficia enormemente de sustratos GaN debido a su alta movilidad de electrones y conductividad térmica, que son esenciales para aplicaciones RF de alta frecuencia y alta potencia. Los sustratos GaN se utilizan ampliamente en amplificadores RF, sistemas de radar y estaciones base 5G, donde ofrecen un rendimiento superior en comparación con los materiales tradicionales.
• El despliegue global de redes 5G está acelerando la demanda de transistores avanzados de potencia RF que pueden manejar frecuencias más altas y anchos de banda más amplios. GaN-on-SiC (Gallium Nitride on Silicon Carbide) la tecnología es especialmente adecuada para estas aplicaciones debido a su conductividad térmica superior, alta eficiencia y capacidad de operar en densidades de potencia más elevadas, lo que lo hace ideal para los exigentes requisitos de estaciones base 5G y otras infraestructuras de telecomunicaciones. Por ejemplo, en enero de 2023, NXP presenta el MMRF5018HS, un transistor de potencia RF de 125W CW GaN-on-SiC en un paquete de cerámica de baja Rth NI-400HS. Optimizado para aplicaciones RF de banda ancha 1-2700 MHz, ofrece un rendimiento térmico líder en la industria, una alta ganancia y una robustez. El sustrato GaN garantiza una fiabilidad superior para los sectores de defensa y comunicación, mejorando la cartera GaN de banda ancha de NXP.

América del Norte dominaba el mercado mundial de sustratos GaN en 2023, con una proporción de más del 29%. En América del Norte, el mercado es testigo de un crecimiento sólido, impulsado principalmente por el fuerte enfoque de la región en tecnologías avanzadas en los sectores de telecomunicaciones, automoción y defensa. Estados Unidos es un mercado clave debido a importantes inversiones en infraestructura 5G y a la creciente adopción de vehículos eléctricos. La presencia de empresas tecnológicas líderes y una industria semiconductora bien establecida refuerza aún más la demanda de sustratos GaN en la región. Además, se espera que las iniciativas gubernamentales encaminadas a aumentar la eficiencia energética y promover tecnologías sostenibles apoyen la expansión del mercado en América del Norte.

La industria de sustratos de India GaN está cobrando impulso, impulsada por el creciente enfoque del país en los sectores de telecomunicaciones y energías renovables. Con la expansión continua de la infraestructura 5G y el impulso del gobierno para la autosuficiencia en la fabricación de semiconductores, India está preparada para convertirse en un importante jugador en el mercado. Además, se espera que la creciente adopción de vehículos eléctricos y sistemas de energía solar en la India aumente la demanda de electrónica eléctrica basada en GaN, apoyando el crecimiento del mercado en los próximos años.

El mercado de sustratos de China GaN está experimentando un rápido crecimiento, sustentado por el liderazgo del país en el despliegue de tecnología 5G y sus sólidas capacidades de fabricación de semiconductores. El impulso agresivo de China para los avances tecnológicos, especialmente en las telecomunicaciones y los vehículos eléctricos, está impulsando una demanda sustancial de sustratos GaN. Además, las iniciativas gubernamentales para mejorar la producción nacional de materiales avanzados y reducir la dependencia de las importaciones están acelerando aún más la expansión del mercado, posicionando a China como líder mundial en la producción y aplicación de sustratos GaN.

Corea del Sur El mercado de sustratos GaN está impulsado por la industria electrónica avanzada del país y el fuerte énfasis en la innovación en telecomunicaciones y sectores automotrices. Como actor clave en el mercado mundial de semiconductores, Corea del Sur está invirtiendo fuertemente en el desarrollo de tecnologías basadas en GaN para mantener su ventaja competitiva. Se espera que la rápida adopción del país de redes 5G y la creciente integración de sustratos GaN en sistemas eléctricos de energía de vehículos propelan el crecimiento del mercado, apoyado por incentivos gubernamentales e iniciativas de investigación encaminadas a fomentar los avances tecnológicos.

La industria del sustrato de Japón GaN se caracteriza por su enfoque en la fabricación y la innovación tecnológica de alta calidad. Con una industria semiconductora bien establecida y una experiencia significativa en la ciencia de materiales, Japón es un mercado crucial para sustratos GaN, especialmente en aplicaciones de alto rendimiento como infraestructura 5G, electrónica de energía automotriz y sistemas de defensa avanzados. Se espera que el compromiso de Japón con la eficiencia energética y la sostenibilidad, junto con un fuerte apoyo gubernamental para la tecnología de próxima generación, impulse el crecimiento continuo en el mercado.

GaN Substrate Market Share

Los principales agentes del mercado de la industria de sustratos de GaN se centran en las colaboraciones estratégicas, la investigación y el desarrollo, y en la ampliación de sus capacidades de producción para fortalecer su posición de mercado. Las empresas están invirtiendo cada vez más en tecnologías avanzadas de fabricación para mejorar la calidad y rendimiento de los sustratos de GaN, abordando la creciente demanda de aplicaciones de alto rendimiento como infraestructura 5G, vehículos eléctricos y sistemas de energía renovable. Además, los principales actores están formando alianzas con fabricantes de semiconductores y empresas tecnológicas para acelerar la adopción de soluciones basadas en GaN. Mediante la diversificación de sus carteras de productos y la selección de mercados emergentes, estas empresas se están posicionando para capitalizar la creciente demanda mundial de sustratos GaN, al tiempo que aseguran la sostenibilidad a largo plazo y el liderazgo del mercado.

GaN Substrate Market Companies

Los principales jugadores que operan en la industria del sustrato de GaN son:

• Infineon Technologies
• Wolfspeed
• NXP Semiconductors
• Nichia Corporation
• STMicroelectronics
• Qorvo

GaN Substrate Industry News

• En abril de 2024, Silvaco se ha asociado con GaN Valley para avanzar en la investigación semiconductora, centrándose en la tecnología GaN. Utilizando la plataforma TCAD de Victoria de Silvaco, la colaboración tiene como objetivo mejorar el diseño de dispositivos de energía GaN, enfatizando la eficiencia de costes, la fiabilidad y el rendimiento. Esta asociación destaca el papel fundamental de los sustratos de GaN en impulsar la innovación dentro de la industria semiconductora basada en GaN.
• En abril de 2024, V-GaN de Vermont Tech Hub comenzará a producir semiconductores de nitrito de gallium (GaN), con el objetivo de posicionar a Vermont como líder en tecnología GaN. Creado como Centro Técnico en 2023, el V-GaN se centra en la innovación en la fabricación de GaN, aprovechando asociaciones e inversiones significativas, incluyendo USD 1.500 millones para la modernización de plantas Fab 9 de GlobalFoundries, mejorando la producción de sustratos GaN.
• En noviembre de 2023, Shin-Etsu Chemical anunció sus planes para ampliar la producción de Qromis Substrate Technology (QST), diseñada para avanzar en los dispositivos de potencia GaN. El sustrato QST permite capas GaN de alta calidad y gruesas al igual que el coeficiente de expansión térmica con GaN, reduciendo el engranaje y el cracking. Este avance apoya el crecimiento de dispositivos GaN laterales y verticales, mejorando el rendimiento en aplicaciones de potencia y RF.

El informe de investigación del mercado de sustratos GaN incluye una cobertura profunda de la industria con estimaciones " en términos de ingresos (USD millones) de 2021 a 2032, para los siguientes segmentos:

Mercado, por tipo de producto

• GaN-on-SiC (Silicon Carbide) Sustratos
• Substrates GaN-on-Si (Silicon)
• Substrates GaN-on-Sapphire
• Bulk GaN Substrates
• Otros

Mercado, por tamaño Wafer

• Wafers de 2 pulgadas
• Wafers de 4 pulgadas
• Wafers de 6 pulgadas
• Wafers de 8 pulgadas y arriba

Market, By End Use Industry

• Consumer Electronics
• Telecomunicaciones
• Automoción
• Aerospace & Defense
• Salud
• Industrial
• Energy & Power
• Data Center
• Otros

Mercado, por aplicación

• LEDs
• Electrónica de energía
• Dispositivos de frecuencia de radio (RF)
• Diodes láser
• Photodetectors
• MEMS
• Celdas solares
• Sensores

La información anterior se proporciona a las siguientes regiones y países:

• América del Norte
  • EE.UU.
  • Canadá
• Europa
  • Alemania
  • UK
  • Francia
  • Italia
  • España
  • El resto de Europa
• Asia Pacífico
  • China
  • India
  • Japón
  • Corea del Sur
  • ANZ
  • El resto de Asia Pacífico
• América Latina
  • Brasil
  • México
  • El resto de América Latina
• MEA
  • UAE
  • Arabia Saudita
  • Sudáfrica
  • Rest of MEA