세계의 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장 2024-2030

■ 영문 제목 : Global Gallium Nitride (GaN) Power Devices Market Growth 2024-2030

LP Information 회사가 출판한 조사자료로, 코드는 LPI2407D21970 입니다.■ 상품코드 : LPI2407D21970
■ 조사/발행회사 : LP Information
■ 발행일 : 2024년 5월
■ 페이지수 : 약100
■ 작성언어 : 영어
■ 보고서 형태 : PDF
■ 납품 방식 : E메일 (주문후 2-3일 소요)
■ 조사대상 지역 : 글로벌
■ 산업 분야 : IT/전자
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■ 보고서 개요

LP Information (LPI)사의 최신 조사에 따르면, 글로벌 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장 규모는 2023년에 미화 XXX백만 달러로 산출되었습니다. 다운 스트림 시장의 수요가 증가함에 따라 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치은 조사 대상 기간 동안 XXX%의 CAGR(연평균 성장율)로 2030년까지 미화 XXX백만 달러의 시장규모로 예상됩니다.
본 조사 보고서는 글로벌 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장의 성장 잠재력을 강조합니다. 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치은 향후 시장에서 안정적인 성장을 보일 것으로 예상됩니다. 그러나 제품 차별화, 비용 절감 및 공급망 최적화는 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치의 광범위한 채택을 위해 여전히 중요합니다. 시장 참여자들은 연구 개발에 투자하고, 전략적 파트너십을 구축하고, 진화하는 소비자 선호도에 맞춰 제품을 제공함으로써 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장이 제공하는 막대한 기회를 활용해야 합니다.

[주요 특징]

질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장에 대한 보고서는 다양한 측면을 반영하고 업계에 대한 소중한 통찰력을 제공합니다.

시장 규모 및 성장: 본 조사 보고서는 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장의 현재 규모와 성장에 대한 개요를 제공합니다. 여기에는 과거 데이터, 유형별 시장 세분화 (예 : GaN 전력 이산 소자, GaN 전력 IC, GaN 전력 모듈) 및 지역 분류가 포함될 수 있습니다.

시장 동인 및 과제: 본 보고서는 정부 규제, 환경 문제, 기술 발전 및 소비자 선호도 변화와 같은 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장의 성장을 주도하는 요인을 식별하고 분석 할 수 있습니다. 또한 인프라 제한, 범위 불안, 높은 초기 비용 등 업계가 직면한 과제를 강조할 수 있습니다.

경쟁 환경: 본 조사 보고서는 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장 내 경쟁 환경에 대한 분석을 제공합니다. 여기에는 주요 업체의 프로필, 시장 점유율, 전략 및 제공 제품이 포함됩니다. 본 보고서는 또한 신흥 플레이어와 시장에 대한 잠재적 영향을 강조할 수 있습니다.

기술 개발: 본 조사 보고서는 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 산업의 최신 기술 개발에 대해 자세히 살펴볼 수 있습니다. 여기에는 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 기술의 발전, 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 신규 진입자, 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 신규 투자, 그리고 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치의 미래를 형성하는 기타 혁신이 포함됩니다.

다운스트림 고객 선호도: 본 보고서는 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장의 고객 구매 행동 및 채택 동향을 조명할 수 있습니다. 여기에는 고객의 구매 결정에 영향을 미치는 요인, 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 제품에 대한 선호도가 포함됩니다.

정부 정책 및 인센티브: 본 조사 보고서는 정부 정책 및 인센티브가 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장에 미치는 영향을 분석합니다. 여기에는 규제 프레임워크, 보조금, 세금 인센티브 및 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장을 촉진하기위한 기타 조치에 대한 평가가 포함될 수 있습니다. 본 보고서는 또한 이러한 정책이 시장 성장을 촉진하는데 미치는 효과도 분석합니다.

환경 영향 및 지속 가능성: 조사 보고서는 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장의 환경 영향 및 지속 가능성 측면을 분석합니다.

시장 예측 및 미래 전망: 수행된 분석을 기반으로 본 조사 보고서는 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 산업에 대한 시장 예측 및 전망을 제공합니다. 여기에는 시장 규모, 성장률, 지역 동향, 기술 발전 및 정책 개발에 대한 예측이 포함됩니다.

권장 사항 및 기회: 본 보고서는 업계 이해 관계자, 정책 입안자, 투자자를 위한 권장 사항으로 마무리됩니다. 본 보고서는 시장 참여자들이 새로운 트렌드를 활용하고, 도전 과제를 극복하며, 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장의 성장과 발전에 기여할 수 있는 잠재적 기회를 강조합니다.

[시장 세분화]

질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장은 종류 및 용도별로 나뉩니다. 2019-2030년 기간 동안 세그먼트 간의 성장은 종류별 및 용도별로 시장규모에 대한 정확한 계산 및 예측을 수량 및 금액 측면에서 제공합니다.

*** 종류별 세분화 ***

GaN 전력 이산 소자, GaN 전력 IC, GaN 전력 모듈

*** 용도별 세분화 ***

가전 제품, IT/통신, 자동차, 항공 우주/국방, 군사, 기타

본 보고서는 또한 시장을 지역별로 분류합니다:

– 미주 (미국, 캐나다, 멕시코, 브라질)
– 아시아 태평양 (중국, 일본, 한국, 동남아시아, 인도, 호주)
– 유럽 (독일, 프랑스, 영국, 이탈리아, 러시아)
– 중동 및 아프리카 (이집트, 남아프리카 공화국, 이스라엘, 터키, GCC 국가)

아래 프로파일링 대상 기업은 주요 전문가로부터 수집한 정보를 바탕으로 해당 기업의 서비스 범위, 제품 포트폴리오, 시장 점유율을 분석하여 선정되었습니다.

Transphorm, Fujitsu, NXP Semiconductors, GaN Systems, Texas Instruments, Infineon Technologies, Cree (Wolfspeed), OSRAM Opto Semiconductors, Qorvo

[본 보고서에서 다루는 주요 질문]

– 글로벌 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장의 향후 10년 전망은 어떻게 될까요?
– 전 세계 및 지역별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장 성장을 주도하는 요인은 무엇입니까?
– 시장과 지역별로 가장 빠르게 성장할 것으로 예상되는 분야는 무엇인가요?
– 최종 시장 규모에 따라 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장 기회는 어떻게 다른가요?
– 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치은 종류, 용도를 어떻게 분류합니까?

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■ 보고서 목차

■ 보고서의 범위
– 시장 소개
– 조사 대상 연도
– 조사 목표
– 시장 조사 방법론
– 조사 과정 및 데이터 출처
– 경제 지표
– 시장 추정시 주의사항

■ 보고서의 요약
– 세계 시장 개요
2019-2030년 세계 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 연간 판매량
2019, 2023 및 2030년 지역별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치에 대한 세계 시장의 현재 및 미래 분석
– 종류별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 세그먼트
GaN 전력 이산 소자, GaN 전력 IC, GaN 전력 모듈
– 종류별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량
종류별 세계 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량 시장 점유율 (2019-2024)
종류별 세계 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 매출 및 시장 점유율 (2019-2024)
종류별 세계 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매 가격 (2019-2024)
– 용도별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 세그먼트
가전 제품, IT/통신, 자동차, 항공 우주/국방, 군사, 기타
– 용도별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량
용도별 세계 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량 시장 점유율 (2019-2024)
용도별 세계 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 매출 및 시장 점유율 (2019-2024)
용도별 세계 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매 가격 (2019-2024)

■ 기업별 세계 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장분석
– 기업별 세계 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 데이터
기업별 세계 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 연간 판매량 (2019-2024)
기업별 세계 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량 시장 점유율 (2019-2024)
– 기업별 세계 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 연간 매출 (2019-2024)
기업별 세계 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 매출 (2019-2024)
기업별 세계 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 매출 시장 점유율 (2019-2024)
– 기업별 세계 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매 가격
– 주요 제조기업 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 생산 지역 분포, 판매 지역, 제품 종류
주요 제조기업 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 제품 포지션
기업별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 제품
– 시장 집중도 분석
경쟁 환경 분석
집중률 (CR3, CR5 및 CR10) 분석 (2019-2024)
– 신제품 및 잠재적 진입자
– 인수 합병, 확장

■ 지역별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치에 대한 추이 분석
– 지역별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장 규모 (2019-2024)
지역별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 연간 판매량 (2019-2024)
지역별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 연간 매출 (2019-2024)
– 국가/지역별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장 규모 (2019-2024)
국가/지역별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 연간 판매량 (2019-2024)
국가/지역별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 연간 매출 (2019-2024)
– 미주 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량 성장
– 아시아 태평양 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량 성장
– 유럽 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량 성장
– 중동 및 아프리카 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량 성장

■ 미주 시장
– 미주 국가별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장
미주 국가별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량 (2019-2024)
미주 국가별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 매출 (2019-2024)
– 미주 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 종류별 판매량
– 미주 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 용도별 판매량
– 미국
– 캐나다
– 멕시코
– 브라질

■ 아시아 태평양 시장
– 아시아 태평양 지역별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장
아시아 태평양 지역별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량 (2019-2024)
아시아 태평양 지역별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 매출 (2019-2024)
– 아시아 태평양 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 종류별 판매량
– 아시아 태평양 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 용도별 판매량
– 중국
– 일본
– 한국
– 동남아시아
– 인도
– 호주

■ 유럽 시장
– 유럽 국가별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장
유럽 국가별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량 (2019-2024)
유럽 국가별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 매출 (2019-2024)
– 유럽 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 종류별 판매량
– 유럽 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 용도별 판매량
– 독일
– 프랑스
– 영국
– 이탈리아
– 러시아

■ 중동 및 아프리카 시장
– 중동 및 아프리카 국가별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장
중동 및 아프리카 국가별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량 (2019-2024)
중동 및 아프리카 국가별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 매출 (2019-2024)
– 중동 및 아프리카 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 종류별 판매량
– 중동 및 아프리카 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 용도별 판매량
– 이집트
– 남아프리카 공화국
– 이스라엘
– 터키
– GCC 국가

■ 시장 동인, 도전 과제 및 동향
– 시장 동인 및 성장 기회
– 시장 과제 및 리스크
– 산업 동향

■ 제조 비용 구조 분석
– 원자재 및 공급 기업
– 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치의 제조 비용 구조 분석
– 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치의 제조 공정 분석
– 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치의 산업 체인 구조

■ 마케팅, 유통업체 및 고객
– 판매 채널
직접 채널
간접 채널
– 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 유통업체
– 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 고객

■ 지역별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장 예측
– 지역별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장 규모 예측
지역별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 예측 (2025-2030)
지역별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 연간 매출 예측 (2025-2030)
– 미주 국가별 예측
– 아시아 태평양 지역별 예측
– 유럽 국가별 예측
– 중동 및 아프리카 국가별 예측
– 글로벌 종류별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 예측
– 글로벌 용도별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 예측

■ 주요 기업 분석

Transphorm, Fujitsu, NXP Semiconductors, GaN Systems, Texas Instruments, Infineon Technologies, Cree (Wolfspeed), OSRAM Opto Semiconductors, Qorvo

– Transphorm
Transphorm 회사 정보
Transphorm 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 제품 포트폴리오 및 사양
Transphorm 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량, 매출, 가격 및 매출 총이익 (2019-2024)
Transphorm 주요 사업 개요
Transphorm 최신 동향

– Fujitsu
Fujitsu 회사 정보
Fujitsu 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 제품 포트폴리오 및 사양
Fujitsu 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량, 매출, 가격 및 매출 총이익 (2019-2024)
Fujitsu 주요 사업 개요
Fujitsu 최신 동향

– NXP Semiconductors
NXP Semiconductors 회사 정보
NXP Semiconductors 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 제품 포트폴리오 및 사양
NXP Semiconductors 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량, 매출, 가격 및 매출 총이익 (2019-2024)
NXP Semiconductors 주요 사업 개요
NXP Semiconductors 최신 동향

■ 조사 결과 및 결론

[그림 목록]

질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 이미지
질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량 성장률 (2019-2030)
글로벌 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 매출 성장률 (2019-2030)
지역별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 매출 (2019, 2023 및 2030)
글로벌 종류별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량 시장 점유율 2023
글로벌 종류별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 매출 시장 점유율 (2019-2024)
글로벌 용도별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량 시장 점유율 2023
글로벌 용도별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 매출 시장 점유율
기업별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량 시장 2023
기업별 글로벌 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량 시장 점유율 2023
기업별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 매출 시장 2023
기업별 글로벌 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 매출 시장 점유율 2023
지역별 글로벌 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량 시장 점유율 (2019-2024)
글로벌 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 매출 시장 점유율 2023
미주 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량 (2019-2024)
미주 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 매출 (2019-2024)
아시아 태평양 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량 (2019-2024)
아시아 태평양 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 매출 (2019-2024)
유럽 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량 (2019-2024)
유럽 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 매출 (2019-2024)
중동 및 아프리카 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량 (2019-2024)
중동 및 아프리카 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 매출 (2019-2024)
미국 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장규모 (2019-2024)
캐나다 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장규모 (2019-2024)
멕시코 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장규모 (2019-2024)
브라질 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장규모 (2019-2024)
중국 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장규모 (2019-2024)
일본 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장규모 (2019-2024)
한국 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장규모 (2019-2024)
동남아시아 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장규모 (2019-2024)
인도 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장규모 (2019-2024)
호주 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장규모 (2019-2024)
독일 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장규모 (2019-2024)
프랑스 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장규모 (2019-2024)
영국 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장규모 (2019-2024)
이탈리아 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장규모 (2019-2024)
러시아 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장규모 (2019-2024)
이집트 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장규모 (2019-2024)
남아프리카 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장규모 (2019-2024)
이스라엘 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장규모 (2019-2024)
터키 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장규모 (2019-2024)
GCC 국가 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장규모 (2019-2024)
질화 갈륨 (GaN) 전력 장치의 제조 원가 구조 분석
질화 갈륨 (GaN) 전력 장치의 제조 공정 분석
질화 갈륨 (GaN) 전력 장치의 산업 체인 구조
질화 갈륨 (GaN) 전력 장치의 유통 채널
글로벌 지역별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량 시장 전망 (2025-2030)
글로벌 지역별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 매출 시장 점유율 예측 (2025-2030)
글로벌 종류별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량 시장 점유율 예측 (2025-2030)
글로벌 종류별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 매출 시장 점유율 예측 (2025-2030)
글로벌 용도별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 판매량 시장 점유율 예측 (2025-2030)
글로벌 용도별 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 매출 시장 점유율 예측 (2025-2030)

※납품 보고서의 구성항목 및 내용은 본 페이지에 기재된 내용과 다를 수 있습니다. 보고서 주문 전에 당사에 보고서 샘플을 요청해서 구성항목 및 기재 내용을 반드시 확인하시길 바랍니다. 보고서 샘플에 없는 내용은 납품 드리는 보고서에도 포함되지 않습니다.
※참고 정보

질화 갈륨(Gallium Nitride, GaN)은 최근 몇 년간 전력 전자 분야에서 혁신을 이끌고 있는 핵심 소재입니다. 기존의 실리콘(Si) 기반 전력 반도체로는 달성하기 어려웠던 고효율, 고성능, 소형화의 요구를 충족시키며 차세대 전력 변환 시스템의 발전을 가속화하고 있습니다. 질화 갈륨 전력 장치는 바로 이러한 질화 갈륨 반도체 소재의 우수한 특성을 활용하여 기존 실리콘 기반 전력 장치를 대체하거나 보완하는 고성능 전자 부품을 의미합니다.

질화 갈륨 전력 장치의 개념을 이해하기 위해서는 먼저 질화 갈륨이라는 소재 자체의 물리적, 전기적 특성을 파악하는 것이 중요합니다. 질화 갈륨은 실리콘에 비해 훨씬 높은 전자 이동도(electron mobility)와 항복 전압(breakdown voltage)을 가집니다. 전자 이동도가 높다는 것은 전자가 물질 내에서 더 빠르게 움직일 수 있다는 것을 의미하며, 이는 스위칭 속도를 크게 향상시켜 전력 변환 시 발생하는 에너지 손실을 줄여줍니다. 또한, 항복 전압이 높다는 것은 더 높은 전압을 견딜 수 있음을 의미하므로, 같은 전력 용량을 구현하기 위해 더 작고 간단한 구조를 설계할 수 있게 됩니다. 이러한 특성은 질화 갈륨 전력 장치가 실리콘 기반 장치에 비해 훨씬 높은 작동 주파수에서 낮은 온 손실로 동작할 수 있게 하는 근본적인 이유입니다.

질화 갈륨 전력 장치의 가장 두드러진 특징 중 하나는 바로 그 뛰어난 성능입니다. 앞서 언급한 높은 전자 이동도로 인해 질화 갈륨 전력 장치는 수백 kHz에서 수 MHz에 이르는 매우 높은 스위칭 주파수에서 동작할 수 있습니다. 이는 기존 실리콘 MOSFET이나 IGBT로는 달성하기 어려운 영역입니다. 높은 스위칭 주파수는 전력 변환 시 사용되는 수동 소자(인덕터, 커패시터)의 크기를 줄일 수 있게 해주며, 이는 최종 제품의 소형화 및 경량화에 크게 기여합니다. 예를 들어, 휴대폰 충전기나 노트북 어댑터와 같이 공간 제약이 심한 애플리케이션에서 질화 갈륨 전력 장치는 기존 제품 대비 크기를 획기적으로 줄이면서도 더 높은 효율을 제공할 수 있습니다.

또한, 질화 갈륨 전력 장치는 매우 낮은 온 저항(on-resistance) 특성을 가집니다. 온 저항이 낮다는 것은 장치가 켜져 있을 때 전류가 흐르면서 발생하는 전력 손실이 적다는 것을 의미합니다. 이는 고효율화를 가능하게 하는 핵심 요소로, 특히 전력 밀도가 높은 애플리케이션에서 에너지 절감 효과를 극대화합니다. 실제로 질화 갈륨 전력 장치는 동일한 전력 수준에서 실리콘 기반 장치 대비 10~30% 이상의 효율 향상을 가져올 수 있으며, 이는 전력 소비 감소와 발열 감소로 이어져 시스템의 신뢰성 향상에도 기여합니다.

질화 갈륨 전력 장치는 그 구조에 따라 크게 두 가지 주요 유형으로 나눌 수 있습니다. 첫 번째는 질화 갈륨 양극성 접합 트랜지스터(Gallium Nitride Heterojunction Bipolar Transistor, GaN HBT)입니다. GaN HBT는 벌크 질화 갈륨 웨이퍼 상에 질화 갈륨과 다른 화합물 반도체(예: 질화알루미늄 갈륨, AlGaN)를 적층하여 접합 구조를 형성하는 방식입니다. 이 구조는 높은 전류 밀도와 우수한 고주파 특성을 가지지만, 제조 공정이 비교적 복잡하고 고집적화에 한계가 있습니다.

두 번째이자 현재 전력 전자 시장에서 가장 주목받고 있는 유형은 질화 갈륨/질화알루미늄 갈륨 고전자 이동도 트랜지스터(Gallium Nitride/Aluminum Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor, GaN/AlGaN HEMT)입니다. GaN HEMT는 일반적으로 사파이어(sapphire)나 탄화규소(SiC)와 같은 기판 위에 질화갈륨과 질화알루미늄갈륨을 적층하여 형성됩니다. 질화갈륨과 질화알루미늄갈륨의 격자 불일치(lattice mismatch) 및 결정 구조의 차이로 인해 두 물질의 계면(interface)에 2차원 전자 가스(2-Dimensional Electron Gas, 2DEG)가 형성되며, 이 2DEG 채널을 통해 전자가 이동합니다. 질화갈륨 HEMT는 매우 높은 전자 이동도와 스위칭 속도를 제공하며, 상대적으로 낮은 온 저항을 가지면서도 높은 항복 전압을 견딜 수 있어 다양한 고성능 전력 변환 애플리케이션에 이상적입니다. 질화갈륨 HEMT는 다시 구조적으로 수직형(vertical)과 수평형(lateral)으로 나눌 수 있으며, 현재 대부분의 전력 장치는 수평형 구조를 기반으로 하고 있습니다.

질화 갈륨 전력 장치의 응용 분야는 매우 광범위하며 지속적으로 확장되고 있습니다. 가장 대표적인 용도는 휴대폰, 노트북, 태블릿 등 개인용 전자기기의 전원 어댑터 및 충전기입니다. 질화 갈륨 전력 장치를 사용하면 이러한 기기의 충전기 크기를 획기적으로 줄이면서도 더 빠른 충전 속도와 높은 효율을 제공할 수 있습니다. 또한, 전기차(EV)의 온보드 충전기(On-Board Charger, OBC) 및 DC-DC 컨버터, 태양광 발전 시스템의 인버터, 서버 전원 공급 장치(Server Power Supply Unit, PSU), 통신 기지국의 전력 공급 장치 등 고효율 및 고밀도 전력 변환이 요구되는 다양한 분야에서 질화 갈륨 전력 장치의 도입이 가속화되고 있습니다. 또한, 레이더 시스템, 위성 통신, 항공 우주 분야와 같이 극한 환경에서도 안정적인 고성능 전력 변환이 필요한 분야에서도 질화 갈륨 전력 장치의 중요성이 커지고 있습니다. 최근에는 전기차 파워트레인의 모터 드라이브에도 질화 갈륨 전력 장치가 적용되어 효율을 높이고 시스템 부피를 줄이는 데 기여하고 있습니다.

질화 갈륨 전력 장치의 성능을 더욱 극대화하고 상용화를 확대하기 위한 다양한 관련 기술들이 개발되고 있습니다. 우선, 질화 갈륨 반도체 결정 성장 기술이 중요합니다. 높은 품질의 질화 갈륨 단결정(single-crystal)을 효율적으로 성장시키는 기술은 장치의 성능과 수율에 직접적인 영향을 미칩니다. 현재 주로 사용되는 기판은 실리콘, 사파이어, 탄화규소 등이며, 각 기판마다 장단점이 있어 응용 분야에 따라 최적의 기판을 선택하는 것이 중요합니다. 특히, 대면적의 실리콘 기판 위에 질화 갈륨을 성장시키는 기술은 질화 갈륨 전력 장치의 생산 단가를 낮추는 데 기여할 수 있는 잠재력이 크지만, 격자 및 열적 불일치로 인한 결정 결함 제어가 중요한 과제입니다.

장치 설계 및 공정 기술 또한 질화 갈륨 전력 장치의 성능을 결정짓는 핵심 요소입니다. 질화 갈륨 HEMT 구조에서 발생하는 전자 가스의 누설 전류를 억제하고, 높은 항복 전압을 구현하기 위한 표면 처리 기술, 게이트 엔지니어링 기술 등이 활발히 연구되고 있습니다. 또한, 질화 갈륨 전력 장치의 스위칭 속도를 효과적으로 활용하기 위한 고속 구동 회로 설계 기술과 패키징 기술도 중요합니다. 기존 실리콘 반도체에 비해 질화 갈륨 전력 장치는 기생 커패시턴스가 낮아 고속 스위칭에 유리하지만, 이러한 장점을 살리기 위해서는 전력 장치 자체뿐만 아니라 이를 구동하는 드라이버 IC 및 연결 부품들의 설계 또한 최적화되어야 합니다. 특히, 고주파 동작 시 발생하는 기생 인덕턴스를 최소화하는 패키징 기술은 장치의 실제 성능을 좌우하는 중요한 요소입니다.

소재 및 공정 기술 외에도, 질화 갈륨 전력 장치를 효율적으로 제어하고 활용하기 위한 회로 및 시스템 레벨의 기술 개발도 필수적입니다. 예를 들어, 질화 갈륨의 빠른 스위칭 특성을 이용한 새로운 전력 변환 위상(topology) 연구가 진행되고 있으며, 소프트 스위칭(soft switching) 기술과의 결합을 통해 효율을 더욱 높이는 방안도 모색되고 있습니다. 또한, 질화 갈륨 전력 장치의 신뢰성을 확보하기 위한 스트레스 테스트 및 고장 분석 연구도 지속적으로 이루어지고 있습니다.

결론적으로, 질화 갈륨 전력 장치는 높은 전자 이동도, 낮은 온 저항, 높은 항복 전압이라는 우수한 소재 특성을 바탕으로 차세대 전력 전자 분야에서 핵심적인 역할을 수행하고 있습니다. 특히 질화 갈륨/질화알루미늄 갈륨 고전자 이동도 트랜지스터(GaN/AlGaN HEMT)는 개인용 전자기기 충전기부터 전기차, 데이터 센터에 이르기까지 폭넓은 애플리케이션에서 효율 향상, 소형화, 고성능화를 가능하게 하며 빠르게 시장을 확대해 나가고 있습니다. 지속적인 소재 성장 기술, 정밀한 장치 설계 및 공정 기술, 그리고 최적화된 회로 및 시스템 설계 기술의 발전은 질화 갈륨 전력 장치의 성능을 더욱 끌어올리고 그 응용 범위를 더욱 넓혀나갈 것으로 기대됩니다. 이는 에너지 효율 극대화, 탄소 배출량 감소, 그리고 더 작고 가벼운 전자 기기 개발이라는 현대 사회의 주요 과제를 해결하는 데 크게 기여할 것입니다.
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※본 조사보고서 [세계의 질화 갈륨 (GaN) 전력 장치 시장 2024-2030] (코드 : LPI2407D21970) 판매에 관한 면책사항을 반드시 확인하세요.
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