Grzegorz Kamiński: Rynek podzespołów GaN według raportów Yole Group

W grudniu 2025 roku portal Mikrokontroler.pl opublikował mój tekst o rynku podzespołów GaN. W tym roku firma analityczna Yole Group opublikowała kilka raportów związanych z tym rynkiem:
● podzespoły mocy GaN
● RF GaN
● płytki podłożowe półprzewodników złożonych

Pierwsze dwa zawierają również informacje o podłożach dla omawianych podzespołów, dlatego trzeci raport jest tylko pomocniczy i nie będzie dalej omawiany.

– Moje przemyślenia czy uwagi napisane są poniżej kursywą. Pozostały tekst to tłumaczenie opisu raportu opublikowanego przez Yole Group. Oczywiste jest, że nie dysponuję tu pełnymi raportami, ponieważ są to opracowania komercyjne i ich ceny wynoszą po kilka tysięcy euro. Yole Group publikuje między innymi rysunki, które umieszczone są poniżej, gdzie większość danych liczbowych jest ukryta np. za wartością “xxM”. Pokusiłem się o ich obliczenie i umieszczenie własnych wykresów. Dlatego proszę nie przywiązywać wagi do dokładnych wartości.

Rynek podzespołów RF GaN wg zastosowania | źródło: Yole Group

– Yole Group nie opublikowało raportów o innych zastosowaniach podzespołów GaN np. do mikroLED. To tyle tytułem wstępu, zapraszam do przeczytania mojej analizy poszczególnych raportów.

Podzespoły mocy GaN 2026

Centra danych oparte na sztucznej inteligencji (AI) napędzają wzrost od szybkich ładowarek do infrastruktury (układy zasilania w centrach danych).

Wdrażanie technologii Power GaN jest nadal napędzane przez wyższą wydajność, większą gęstość mocy, dwukierunkowość i redukcję kosztów na poziomie systemu. Wraz z rozszerzaniem się tych możliwości poza elektronikę użytkową na infrastrukturę, motoryzację, energetykę i zastosowania przemysłowe, przewiduje się, że rynek podzespołów Power GaN osiągnie 3,5 mld USD do 2031 roku, co oznacza 35% CAGR w latach 2025-2031.

Elektronika użytkowa pozostanie największym rynkiem, a szybkie ładowarki będą nadal napędzać wolumen, podczas gdy GaN będzie się rozszerzać na urządzenia gospodarstwa domowego, sprzęt audio i elektronarzędzia. Oczekuje się, że segment konsumencki i mobilny będzie stanowił prawie 50% rynku, osiągając około 1,7 mld USD do 2031 roku.

Infrastruktura AI staje się najsilniejszym czynnikiem wdrażania podzespołów GaN, ponieważ rosnące zapotrzebowanie na energię w centrach danych przyspiesza wdrażanie zasilaczy opartych na GaN i architektur HVDC (wysokonapięciowe zasilanie DC). Wielu dostawców opracowuje kompleksowe rozwiązania zasilania oparte na GaN, pozycjonując GaN jako kluczową technologię dla centrów danych nowej generacji.

Wdrażanie GaN w motoryzacji nabiera tempa dzięki komercjalizacji pokładowych ładowarek GaN i rosnącym możliwościom w zakresie architektury 48 V, przetwornic DC-DC, napędów silników i LiDAR-ów.

Wybiegając w przyszłość, robotyka humanoidalna może stać się kolejnym głównym motorem wzrostu dla Power GaN dzięki zapotrzebowaniu na kompaktowe, wysoce wydajne układy elektroniczne mocy.

Rozwój produkcji i dywersyfikacja foundry napędzają kolejną fazę wzrostu

Branża Power GaN przechodzi z konsolidacji do fazy rozwoju produkcji, napędzanej rosnącym popytem ze strony konsumentów, infrastruktury AI, przemysłu motoryzacyjnego i energetycznego. Aby wykorzystać ten wzrost, firmy takie jak Innoscience, Infineon, Renesas, ROHM, STMicroelectronics, onsemi i Nexperia, zwiększają moce produkcyjne GaN, inwestują w integrację pionową i wzmacniają partnerstwa strategiczne.

Głównym trendem jest pojawienie się ekosystemu opartego na IDM (z ang. Integrated Device Manufacturer, czyli zintegrowany producent podzespołów). Po przejęciach, w tym Renesas–Transphorm, Infineon–GaN Systems i onsemi–NexGen, ugruntowane firmy półprzewodnikowe przenoszą produkcję GaN do własnych zakładów, wykorzystując istniejącą infrastrukturę produkcyjną 8- i 12-calowych płytek podłożowych. Wejście onsemi na rynek Power GaN dodatkowo wzmacnia pozycję GaN jako technologii strategicznej, przyspieszając odejście branży od modeli fabless na rzecz produkcji zintegrowanej pionowo.

⇩ CAGR = 35%

Zmiana na rynku Power GaN wg. Yole w latach 2025-2031 wg zastosowań (obliczenia udziałów poszczególnych zastosowań wykonane przez Grzegorza Kamińskiego)

Partnerstwa między producentami IDM, foundry, dostawcami podłoży z już wykonaną warstwą epitaksji i twórcami technologii również się rozwijają. Celem jest skrócenie czasu wprowadzania produktów na rynek i zwiększenie bezpieczeństwa dostaw, szczególnie w przypadku infrastruktury AI i zastosowań motoryzacyjnych. Wycofanie się TSMC przyspieszyło dywersyfikację foundry. Obecnie GlobalFoundries, X-FAB, VIS, PSMC, Samsung, DB HiTek, SK Keyfoundry i inne firmy rozszerzają swoje możliwości w zakresie GaN.

Ogólnie rzecz biorąc, łańcuch dostaw Power GaN staje się bardziej dojrzały i odporny dzięki większej integracji pionowej, większym możliwościom foundry i dywersyfikacji regionalnej. Przygotowuje to branżę do kolejnej fazy masowej adaptacji podzespołów GaN w nowych zastosowaniach, pomimo trwających sporów dotyczących własności intelektualnej.

Źródło: Yole Group

GaN w punkcie zwrotnym: innowacje w podłożach, plany rozwoju 12-calowych płytek i ekspansja zastosowań wymagających wysokiego napięcia

Epitaksja GaN pozostaje jednym z najważniejszych i najbardziej kosztownych etapów w produkcji tranzystorów HEMT, co sprawia, że redukcja kosztów i poprawa wydajności są priorytetami branży. Zaawansowane platformy MOCVD stale poprawiają ekonomikę produkcji, a GaN-na-QST i GaN-na-GaN stają się obiecującymi technologiami podłoży dla urządzeń o wyższym napięciu i lepszej wydajności. Pierwsze komercyjne produkty GaN-na-QST trafiły już na rynek, a GaN-na-GaN pozostaje długoterminowym kandydatem do zastosowań wysoko napięciowych powyżej 1200 V.

Rozwój technologii podzespołów mocy GaN wg. raportu Yole Group

8-calowe płytki są obecnie główną platformą, a wiodące firmy wytwarzające płytki dla IDM i foundry inwestują znaczne środki w moce produkcyjne. Jednocześnie rozwój zmierza w kierunku kompatybilności z płytkami 12-calowymi, aby jeszcze bardziej obniżyć koszty produkcji. Infineon już produkuje podzespoły GaN na 12 calowym podłożu GaN-on-Si.

Innowacje wykraczają również poza konwencjonalne tranzystory HEMT 650 V. Urządzenia GaN wysokiego napięcia, przełączniki dwukierunkowe i coraz bardziej zintegrowane moduły zwiększają gęstość mocy, zmniejszają liczbę komponentów i upraszczają projektowanie systemów dla infrastruktury AI, motoryzacji, magazynowania energii i zastosowań przemysłowych.

Pomimo znacznego postępu, technologia Power GaN pozostaje technologią systemową, wymagającą zoptymalizowanych architektur, zaawansowanej obudowy i starannego zarządzania EMI. W miarę rozwiązywania tych wyzwań, GaN staje się coraz lepiej przygotowany do wdrażania na dużą skalę w aplikacjach o dużej objętości.

Podzespoły RF GaN 2026

Łańcuch dostaw RF GaN nadal opiera się na IDM, przy silnym popycie na w zakresie obronności, lokalizacji w Chinach i konsolidacji, które zmieniają globalną konkurencję.

Prognozowany wzrost do 2,4 mld USD do 2031 r.

Raport Yole Group analizuje łańcuch dostaw GaN RF i trendy technologiczne w latach 2025–2031. Przewiduje się, że rynek urządzeń osiągnie wartość 2,4 mld USD do 2031 r.

• Infrastruktura telekomunikacyjna

GaN, mając około 40% udziału w całkowitym rynku urządzeń GaN w 2025 r., ma wzrosnąć o około 11% w 2031 r. 5G jest nadal wdrażane w Azji Południowo-Wschodniej, stacje bazowe są modernizowane w celu poprawy wydajności, a 6G jest na horyzoncie do końca dekady. GaN-on-SiC nadal jest dominującą technologią.

• Urządzenia mobilne

GaAs dominuje w systemach PA (wzmacniaczy mocy RF) w paśmie sub-7 GHz w urządzeniach mobilnych. Biorąc pod uwagę obecny status GaN-on-Si na dużą skalę, jest mało prawdopodobne, aby trafił on na rynek jako konkurent dla GaAs w systemach PA telefonów FR1. Pojęcie „telefony FR1” odnosi się do smartfonów i urządzeń obsługujących zakres częstotliwości FR1 (Frequency Range 1) w sieciach 5G, czyli pasma poniżej 7 GHz (często nazywane sub-6 GHz lub sub-7 GHz, obejmujące zakres od 410 MHz do 7125 MHz). Jednak technologia GaN-on-Si może być atrakcyjna, zapewniając lepszą wydajność energetyczną i potencjalnie szersze pasmo działania, ponieważ wymagana częstotliwość wykracza poza 10 GHz, wraz z nadchodzącym wdrożeniem sieci FR3.

Pojęcie FR3 dotyczy pasma FR3 (Frequency Range 3). To nowy, planowany zakres częstotliwości (od 7.125 GHz do 24.25 GHz) dla rozwijanych sieci 6G (oraz przyszłych zastosowań 5G). Znajduje się powyżej pasma FR1 (poniżej 7 GHz), a poniżej wysokiego pasma FR2 (powyżej 24 GHz). Przyszłe smartfony i urządzenia będą obsługiwać to pasmo, aby zapewnić szybszy internet.

• Obronność

Oczekuje się, że rynek technologii GaN RF w sektorze obronnym wzrośnie o ~10% do 2031 roku. Głównymi motorami wzrostu są radary wojskowe i systemy walki elektronicznej, a badania nad podłożami GaN-on-diament są prowadzone i wyniki są bardzo obiecujące dla tego zastosowania.

• Komunikacja satelitarna

Urządzenia GaN, stosowane głównie w naziemnych systemach VSAT, zyskują na popularności w porównaniu z GaAs. Zwiększona liczba wystrzeliwanych satelitów może zwiększyć zastosowanie technologii GaN RF w satelitach LEO (niska orbita okołoziemska).

Źródło: Yole Group

Rywalizacja USA–Chiny w dziedzinie RF GaN: Czy UE zostaje w tyle?

Od 2026 roku łańcuch dostaw RF GaN nadal koncentruje się na IDM, wspieranych przez foundry, producentów fabless i dostawców płytek podłożowych z wykonaną już warstwą epitaksjalną, napędzanych rygorystycznymi wymogami w zakresie obronności i telekomunikacji. Rynek urządzeń RF GaN w 2025 roku jest skoncentrowany, a firmy SEDI, Qorvo i MACOM odpowiadają za prawie połowę przychodów.

MACOM uzyskał licencję na technologię 40 nm T3L GaN-on-SiC firmy HRL. Z kolei NXP planuje wycofać się z RF GaN i LDMOS w związku ze słabym popytem w sektorze telekomunikacyjnym (NXP już to zrobił i sprzedał fabrykę wybudowaną w USA w 2020 roku Nokii. Nokia zamierza produkować w tej fabryce podzespoły fotoniczne na bazie podłoży InP), a zapowiadana fuzja Skyworks–Qorvo ma na celu stworzenie znaczącego amerykańskiego gracza na rynku RF i konsolidację mocy produkcyjnych.

Chiny szybko lokalizują swój łańcuch wartości GaN RF w warunkach sankcji, na czele z krajowymi graczami, takimi jak SICC, Dynax, Sanan IC itp., zwiększając możliwości produkcji tanich 6-calowych płytek SiC, pomimo utrzymujących się zagrożeń geopolitycznych.

W sektorze obronnym, wdrażanie GaN jest kluczowe dla firm MACOM, Qorvo, Raytheon, Northrop Grumman i CETC, przy czym ekosystem zaufany przez Departament Obrony USA pozostaje stabilny, a kolejni gracze, tacy jak RFHIC i Winsemi, rozszerzają swoją działalność na globalne rynki obronne.

W sektorze telekomunikacyjnym Huawei, Ericsson, Nokia, ZTE i Samsung dominują we wdrożeniach stacji bazowych, a embargo przyspiesza rozwój krajowego chińskiego łańcucha dostaw GaN RF. Przejście na modułowe systemy 5G o wyższej mocy zwiększa zainteresowanie opłacalnymi technologiami GaN-on-Si, zaostrzając konkurencję z GaN-on-SiC, podczas gdy rynek płytek SiC pozostaje skoncentrowany, a ekspansja mocy produkcyjnych jest ograniczona.

⇩ CAGR = tylko 11%

Zmiana na rynku RF GaN wg. Yole w latach 2025-2031 wg zastosowań (obliczenia udziałów poszczególnych zastosowań wykonane przez Grzegorza Kamińskiego)

Ekosystem RF GaN wg. Yole Group

GaN-on-SiC jest sprawdzony. GaN-on-Si jest obiecujący. Wszystko inne to loteria

GaN-on-SiC pozostaje preferowaną technologią RF w telekomunikacji 5G i obronności dzięki wysokiej gęstości mocy i doskonałej wydajności termicznej. Przejście z płytek 4-calowych na 6-calowe trwa, ale postępuje wolniej niż oczekiwano. Równocześnie, w 2023 roku rozpoczęły się ograniczone dostawy urządzeń GaN-on-Si do stacji bazowych 5G, gdzie produkcja jest na płytkach 8-calowych, z potencjalnym przejściem na płytki 12-calowe na początku lat 30. XXI wieku. Jeśli oczywiście popyt telekomunikacyjny i zastosowanie pasma FR3 6G się zmaterializują. GaN-on-SiC pozostaje najbardziej dojrzałą platformą RF, podczas gdy GaN-on-Si stopniowo się industrializuje, ale musi osiągnąć większą konkurencyjność cenową. GaN-on-AlN i GaN-on-diament pozostają w fazie badań i rozwoju, ograniczone wysokimi kosztami, złożonością produkcji i długimi cyklami kwalifikacji.

Zastosowanie podłoży GaN-on-SiC i GaN-on-Si w podzespołach RF GaN wg. Yole Group