전 세계 GaN 전력 반도체 시장은 2034년까지 256억 달러에 이를 것으로 전망된다.

 

전 세계 GaN 전력 반도체 시장은 2025년 45억 달러 규모였으며, 2034년에는 256억 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 이는 2026년부터 2034년까지 연평균 21.4%의 성장률을 반영합니다. 이러한 지속적인 성장세는 자동차, 통신, 신재생 에너지 분야 전반에 걸쳐 고효율 전력 변환 애플리케이션의 채택이 가속화되고 있는 추세와 일맥상통합니다.

질화갈륨( GaN ) 전력 반도체는 실리콘 에 비해 우수한 전자 이동도, 높은 항복 전압 및 열전도율을 활용하는 광대역 밴드갭 소자입니다 . 이러한 특성 덕분에 전력 전자 장치에서 스위칭 속도를 높이고 에너지 손실을 줄이며 소형화를 구현할 수 있습니다. GaN 소자는 DC-DC 컨버터, 인버터, 충전기 및 RF 증폭기에 사용되며, 전기 자동차 파워트레인의 온보드 충전기 및 트랙션 인버터, 5G 기지국의 고주파 증폭, 데이터 센터 전원 공급 장치, 태양광 인버터 및 소비자용 고속 충전기에 중요한 역할을 합니다.

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시장 정의 및 동향

GaN 전력 반도체 시장은 전 세계적인 전력화 정책과 데이터 집약적 기술에 힘입어 실리콘에서 광대역 밴드갭 소재로 의 거시적 전환 속에서 부상하고 있습니다. 주요 성장 동력으로는 EU의 그린딜과 미국의 물가상승률 감소법(IRA)과 같은 에너지 효율 규제 강화, 그리고 AI 데이터 센터와 5G/6G 네트워크에서 요구되는 650V 이상의 전압을 최소한의 발열로 처리해야 하는 전력 수요 급증 등이 있습니다.

시장 동향은 집적 전력 IC 및 모듈로의 통합 추세를 반영하며, 도메인별 아키텍처는 시스템 복잡성을 줄이면서 성능을 향상시킵니다. 중국의 전기차 보조금과 일본의 정밀 제조 기술에 힘입어 아시아 태평양 지역이 제조업을 주도하는 반면, 울프스피드(Wolfspeed) 와 같은 기업들을 통해 북미 지역이 연구 개발을 선도하고 있습니다 .

시장 동인

• 전기차 파워트레인 전동화 가속화, GaN 통합 촉진 : 2030년까지 연간 4천만 대 판매가 예상되는 전기차 보급 확대로 95% 이상의 효율을 달성하는 50kW 이상 온보드 충전기에 GaN이 필수적이며 , 이는 중급 시스템 비용 측면에서 탄화규소를 능가합니다.
• 5G/6G 인프라 확장에 따른 RF 및 전력 수요 급증 : 2028년까지 전 세계 5G 기지국이 1천만 개 이상 설치될 것으로 예상되며, 이를 위해서는 mmWave 주파수 에서 300W 이상의 출력을 제공하는 GaN 증폭기가 필요하고 , LTE 대비 10배의 용량 증대를 지원해야 합니다.
• 고효율 변환을 요구하는 신재생 에너지 인버터 : 2030년까지 태양광 발전 용량이 2TW에 도달함에 따라, GaN (갈륨 나노결정)은 3상 인버터에서 98%의 효율을 달성하여 대규모 태양광 발전소의 손실을 최소화합니다.
• 소형 고밀도 솔루션이 필요한 데이터 센터 전원 공급 장치 : 하이퍼스케일 시설에서 1GW 이상을 소비하는 AI 서버는 GaN을 활용한 48V-CPU 전압 강압 변환기를 통해 설치 공간을 30%까지 줄일 수 있습니다.

시장 제약

• 높은 제조 비용이 대량 도입을 제한함 : 실리콘 기판 위에 GaN을 에피택시 성장시키는 비용은 실리콘 기판에 비해 2~3배 높으며, MOCVD 장비 투자 비용은 라인당 1천만 달러를 초과함.
• 공급망 미성숙 및 원자재 제약 : 갈륨 부족 현상(갈륨의 95%가 중국에서 조달됨)으로 인해 지정학적 긴장 속에서 20~30주의 납기가 소요됩니다.
• 고출력 설계에서의 열 및 신뢰성 문제 : GaN -on-Si 소자는 200°C 이상의 자체 발열 문제를 안고 있어, BOM 비용을 15~20% 증가시키는 고급 패키징 기술이 필요합니다.

시장 기회

• OTA 최적화를 지원하는 소프트웨어 정의 전력 아키텍처 : AI 펌웨어 업데이트 기능을 갖춘 중앙 집중식 GaN 컨트롤러를 통해 동적 효율성 조정이 가능하며, 전기차 애프터서비스 마진을 20% 향상시키는 것을 목표로 합니다.
• 엣지 AI 및 산업 자동화 확장 : 800V 공장 로봇용 견고한 GaN 모듈은 예측 전력 관리를 통해 가동 중지 시간을 25% 줄여줍니다.
• 소비자 가전 고속 충전의 진화 : USB PD 3.1 표준에 힘입어 스마트폰과 노트북용 240W 이상 GaN 어댑터가 2030년까지 시장 점유율 40%를 차지할 전망입니다.

경쟁 환경

GaN 전력 반도체 시장은 상위 업체들이 수직 통합 및 IP 포트폴리오를 통해 60% 의 점유율을 확보하며 비교적 안정적인 통합세를 유지하고 있습니다. 인피니언 테크놀로지스(Infineon Technologies AG)는 GaN Systems 인수를 통해 자동차용 650V 소자에 집중하며 시장을 선도하고 있습니다.

GaN 전력 반도체 기업 목록

• 인피니언 테크놀로지스 AG (독일)
• 나비타스 반도체(미국)​
• 울프스피드 주식회사(미국)
• 효율적인 전력 변환(EPC)(미국)
• 이노사이언스 테크놀로지(중국)
• ST마이크로일렉트로닉스(스위스)
• 트랜스폼 주식회사(미국)
• 파워 인티그레이션(미국)
• 코르보 주식회사(미국)
• NXP 반도체(네덜란드)

유형별 세그먼트 분석

• 전력 개별 소자 : 45%의 시장 점유율로 지배적인 부문이며, 전기차 인버터용 고전압 스위칭에 사용됩니다.
• 전력 IC : 연평균 28%의 성장률로 가장 빠르게 성장하고 있으며, 소형 통신용 전원 공급 장치용 드라이버를 통합하고 있습니다.
• 파워 모듈 : 산업용 모터 드라이브 시장 점유율 30%.

신청을 통해

• 전원 공급 장치 : 시장 점유율 35%, 데이터 센터 분야 선두 기업.
• 전기 자동차 : 충전소 덕분에 25%의 점유율을 차지하고 있습니다.
• 통신 인프라 : 기지국용으로 20%.
• 재생에너지 : 인버터 사용 시 15% 할인.
• 산업용 모터 드라이브 : 신흥 시장 5%.

지역별 분석

북미는 전기차 인센티브와 방산 분야 RF 수요에 힘입어 33%의 시장 점유율을 차지하고 있으며, 울프스피드(Wolfspeed) 와 같은 미국 기업들이 1200V GaN 기술을 선도하고 있습니다 . 유럽은 독일의 자동차 산업 집중과 프랑스의 통신망 구축에 힘입어 연평균 22%의 성장률을 보이고 있습니다. 아시아 태평양 지역은 중국의 전기차 생산과 대만의 반도체 제조 역량에 힘입어 42%로 시장을 주도하고 있으며, 인도는 태양광 분야에서 두각을 나타내고 있습니다. 라틴 아메리카와 중동 및 아프리카는 5~7%의 점유율을 기록하며, 인프라 구축에 주력하는 가운데 독립형 인버터에 집중하고 있습니다.

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