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전기자동차용 질화갈륨(GaN) 전력 칩 시장 규모 - 소자 아키텍처별, 전압별, 패키지별, 애플리케이션별, 추진력별, 차량별, 판매 채널별, 2025-2034년 성장 전망
보고서 ID: GMI14914
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발행일: October 2025
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보고서 형식: PDF
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저자: Preeti Wadhwani, Satyam Jaiswal
프리미엄 보고서 세부 정보
기준 연도: 2024
대상 기업: 29
표 및 그림: 165
대상 국가: 22
페이지 수: 210
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EV용 질화갈륨(GaN) 전력 칩 시장
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전기차용 갤륨 질화물(GaN) 파워 칩 시장 규모
2024년 글로벌 전기차용 갤륨 질화물(GaN) 파워 칩 시장 규모는 2억 9700만 달러로 평가되었습니다. 이 시장은 2025년 3억 6010만 달러에서 2034년 15억 달러로 성장할 것으로 전망되며, 연평균 성장률(CAGR)은 15.5%로 Global Market Insights Inc.가 최근 발표한 보고서에 따르면
자동차 제조업체가 고주파, 고밀도 변환 단계를 대량으로 채택하면서. 이 추세는 전기차 판매 증가와 충전 인프라 확장을 반영하며, 이는 차량당 및 충전소당 전력 전자 부품 수요를 확대시킵니다. 2024년 글로벌 전기차 판매량은 1700만 대에 달했으며, 이는 신차 판매의 20%를 초과했으며, 글로벌 전기차 보급량은 5800만 대에 가까워져 차량 및 인프라 전반에 걸친 효율적인 전력 변환 수요를 지속적으로 촉진했습니다.
2025년부터 2034년까지 시장은 3억 6010만 달러에서 15억 2000만 달러로 성장할 것으로 전망되며, 연평균 성장률은 15.5%로, 차량 보급 확대, OBC(차량용 충전기) 출력 수준 상승(11~19.2kW으로 이동), DC-DC 변환기 및 충전기 토폴로지에서 고주파 작동이 시스템 수준의 이점을 제공하는 GaN(갤륨 질화물) 침투 확대 등이 이를 지원할 것입니다. 연간 성장률은 초기 3자릿수 급증에서 2020년대 중반에는 20% 중반으로 완화되며, 2030년대 초반에는 10% 중반으로 하락할 것으로 예상됩니다.
GaN의 차량용 충전기(On Board Charges) 우위는 하드웨어 시연에서 명확히 드러났으며, 100kHz의 6.6kW GaN 설계는 99%의 최고 효율을 달성하면서 부피를 53%, 질량을 79% 줄였으며, 실리콘 기준 대비 전력 밀도를 3.9kW/L에서 10.5kW/L로, 특성 전력을 1.6에서 9.6kW/kg로 향상시켰습니다. 이는 전기차 주행 거리와 패키징에 중요한 요소입니다. 최근 650V GaN 스위치를 기반으로 한 OBC 프로토타입은 또한 고밀도, 양방향 작동이 가능한 V2G(차량-그리드) 준비 설계에 적합함을 입증했습니다.
2022년부터 2024년까지 전 세계 공용 충전소는 500만 개를 초과했으며, 고속 충전기는 200만 개에 달했고, 초고속 충전기(>150kW)는 50% 이상 증가했으며, 이는 모두 PFC(전력 인자 보정) 및 DC-DC 단계에서 GaN이 우수한 공간-제한된 도시 사이트 및 차고 충전 등에서 고주파 설계 표준화를 강화할 것으로 예상됩니다.
북미의 GaN 채택은 전기차 구매 및 충전 인프라 확대를 위한 연방 인센티브를 통해 지원되며, 이는 청정 차량 크레딧 및 NEVI 프로그램의 고속 충전 코리더 자금 지원 등을 포함합니다. 미국 시장은 200kW, 800V 트랙션 시스템 및 고밀도 OBC 벤치마크에 대한 정부 로드맵을 통해 고주파 GaN 설계로의 공급업체 전환을 촉진하며, 이는 단기적으로 GaN 수요를 증가시킬 것입니다. 2024년 미국 전기차 시장은 약 160만 대(10% 점유율)를 기록했으며, 이는 OBC/DC-DC 부품 수요 증가에 따른 GaN 수요를 뒷받침합니다. 캐나다의 정책 지원과 주정부 프로그램은 지역 충전 네트워크 확대에 따라 추가적인 동력을 제공합니다.
아시아 태평양 지역은 글로벌 시장 선두를 차지하며, 중국은 전기차 판매의 2/3를 차지하고 공용 충전 설치에서 325만 개를 초과하며, 이는 GaN에 대한 세계 최대 OBC 및 충전기 기회가 됩니다. 중국 정책, 교체 인센티브 및 V2G 로드맵이 성장을 강화하는 반면, 인도 PM e-DRIVE 및 동남아시아 인센티브는 지역 기반을 확대시킵니다. 일본과 한국은 고급 R&D 및 공급망 역량을 제공하며, 800V 플랫폼이 프리미엄 세그먼트에서 증가함에 따라 고전압 GaN 준비성이 아시아 태평양 지역의 다음 시장 발전 단계를 형성할 것입니다.
전기차용 갤륨 질화물(GaN) 파워 칩 시장 동향
산업은 독립형 디스크리트에서 통합 반다리브리지 단계 및 모듈로 전환하고 있으며, 이는 GaN 스위치, 드라이버 및 보호 장치를 함께 패키징하여 레이아웃 민감도를 줄이고 EMI를 감소시키면서 열 경로를 개선하고 있습니다. 공공-민간 프로그램은 WBG 기술의 상용화를 가속화하여 충전기와 OBC용 통합 GaN 솔루션을 촉진했습니다. 동시에 자동차 제조업체는 다기능 전원 도메인을 통합하여 더 높은 통합 수준으로의 추세를 강화하고 있습니다.
공공 충전기는 2022년부터 2024년까지 500만 개를 넘어 두 배로 증가했으며, 초고속 충전기(>150 kW)는 동일한 기간 동안 50% 증가했습니다. 고출력 충전소에 대한 규제 요구 사항은 밀집된 효율적인 변환 단계를 위한 기준을 높이고 있습니다. 극도로 빠른 변화하는 요구 사항은 전력 전자 장치를 더 높은 주파수와 밀도로 향하게 하며, GaN은 PFC 및 LLC 단계에서 특히 우수한 성능을 발휘합니다.
시연된 OBC 컨버터는 GaN이 실리콘 기준 대비 전력 밀도를 170% 높이고 질량을 79% 줄이면서 6.6 kW 이중 활성 브리지 프로토타입에서 99.0%의 최고 효율을 달성하는 것으로 나타났습니다. 분석에 따르면 GaN 장치는 실리콘 대비 훨씬 높은 스위칭 주파수에서 크게 낮은 전도 손실을 보이며, 이는 자기 부품과 냉각 장비의 축소와 고급 컨버터에서 60~80%의 손실 감소를 가능하게 합니다. 설계 팀은 또한 트랙션 인접 사용 사례에서 컨버터 이득과 모터 기생 손실을 균형 있게 맞추기 위해 스위칭 주파수를 재최적화하고 있습니다.
연구 프로그램에서는 고-κ HfO2 게이트 다이일렉트릭을 가진 1.2 kV GaN MOSFET가 기록적인 게이트 누설 전류 감소와 개선된 전류 밀도를 달성하여, 서브스트레이트와 공정 성숙도가 수렴되면 1.2 kV 이하에서 SiC와 경쟁할 수 있는 수직 GaN의 위치를 확보했습니다. 그러나 800 V+ 및 150 kW 트랙션에 대한 자동차 자격 인증은 아직 앞두고 있으며, 산업 로드맵은 본 세기 말까지 준비가 될 것으로 예상하고 있습니다. 이는 아직 진행 중인 네이티브 GaN 서브스트레이트 비용과 신뢰성 증명 때문입니다.
전기차용 갤륨 질화물 전력 칩 시장 분석
장치 아키텍처별로 전기차용 갤륨 질화물 전력 칩 시장은 수평 GaN 장치와 수직 GaN 장치로 나뉩니다. 수평 GaN 장치 세그먼트는 2024년 시장에서 약 70%의 점유율을 차지하며, 2025년부터 2034년까지 연평균 성장률(CAGR) 16.1%로 성장할 것으로 예상됩니다.
- 수평 GaN 장치는 EV 전력 전자 분야에서 상업용 워크호스로서 OBC, DC-DC 및 보조 시스템까지 650 V까지 지원하며, 여러 공급업체의 자동차 자격 인증 포트폴리오를 통해 지원받고 있습니다. 실리콘 기반의 AlGaN/GaN HEMT 구조는 높은 전자 이동도와 높은 임계 전기장 강도를 제공하여, 실리콘 장치와 비교하여 높은 차단 전압에서 낮은 온저항을 구현합니다.
- 기존 200 mm 실리콘 팹을 활용할 수 있으므로, GaN-on-Si는 수율이 확대되면 매력적인 비용 곡선을 제공하며, 높은 스위칭 속도는 OBC LLC 및 DAB 토폴로지에서 더 작은 자기 부품과 열 장비를 가능하게 합니다. 오늘날 자동차 자격 인증 배포의 실용적 한계는 일반적으로 트랙션 전압 수준 아래인 ~650 V로 제한됩니다.
- 수직 GaN은 고전압의 최전선입니다. 연구에서는 고-κ 다이일렉트릭을 가진 1.2 kV급 MOSFET와 실험실용 다이오드까지 여러 kV를 달성하는 것으로 보여, 트랙션 수준의 차단 전압에 대한 유효한 장치 물리학을 나타내고 있습니다.
여러 가지 인자, 특히 기판 비용과 가용성, 그리고 단락 회로, 아발란슈, 안정성 특성의 요구 사항이 자동차 적용을 10년 후반으로 미룰 것으로 예상됩니다. 현재는 OBC, DC-DC, 충전 변환과 같은 중전압 성능이 우세한 분야에서 GaN 채택이 주로 이루어질 것으로 보입니다.전압별로 전기차용 갤륨 질화물 파워 칩 시장은 저전압(≤100V), 중전압(100V-650V), 고전압(>650V)으로 분류됩니다. 중전압(100V-650V) 세그먼트는 2024년 시장 점유율 67%를 차지했으며, 2025-2034년 기간 동안 연평균 성장률(CAGR) 16%로 성장할 것으로 예상됩니다.
차량별로 전기차용 갤륨 질화물 파워 칩 시장은 승용차, 상용차, 2륜 및 3륜 차량으로 구분되며, 승용차 세그먼트는 2024년 시장 점유율 67%를 차지했으며, 2025-2034년 기간 동안 연평균 성장률(CAGR) 16%로 성장할 것으로 예상됩니다.
판매 채널별로, 전기차용 갤륨 질화물 파워 칩 시장은 OEM과 애프터마켓으로 나뉩니다. OEM 세그먼트는 시장을 주도하며, 2024년 기준 2억 5,750만 달러의 규모를 기록했습니다.
2024년 기준 중국은 아시아 태평양 지역 전기차용 갤륨 질화물 파워 칩 시장에서 7,340만 달러의 수익을 기록하며 시장을 주도했습니다.
2025년부터 2034년까지 미국 전기차용 갤륨 질화물 파워 칩 시장은 연평균 13.8%의 성장률을 기록할 전망입니다.
2025년부터 2035년까지 독일의 EV용 갈륨 질화물(GaN) 전력 칩 시장은 강력한 성장을 경험할 것입니다.
2025년부터 2034년까지 브라질의 EV용 갈륨 질화물(GaN) 전력 칩 시장은 큰 성장을 경험할 것입니다.
2025년부터 2034년까지 UAE의 전기차용 갤륨 질화물(GaN) 전력 칩 시장이 급성장할 것으로 예상됩니다.
전기차용 갤륨 질화물 전력 칩 시장 점유율
시장 점유율 상위 7개 기업은 Navitas Semiconductor, GaN Systems, EPC, Texas Instruments, Infineon Technologies, ROHM Semiconductor, STMicroelectronics입니다. 이 기업들은 2024년 기준 약 90%의 시장 점유율을 차지하고 있습니다.
전기차용 갤륨 질화물 전력 칩 시장 주요 기업
전기차용 갤륨 질화물(GaN) 전력 칩 산업에서 활동하는 주요 기업은 다음과 같습니다:
전기차용 갤륨 질화물 전력 칩 산업 뉴스
전기차용 갈륨 질화물(GaN) 파워 칩 시장 조사 보고서는 2021년부터 2034년까지의 수익($Bn) 및 출하량(단위) 추정 및 예측을 포함한 산업에 대한 심층 분석을 포함합니다. 다음 세그먼트에 대해:
장치 아키텍처별 시장
전압별 시장
패키지별 시장
응용 분야별 시장
추진 방식별 시장
차량별 시장
판매 채널별 시장
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