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Marktüberblick zu SiC und GaN

Yole: »2020 wird das GaN-Jahr!«

24. März 2020, 21:00 Uhr   |  Ralf Higgelke

Yole: »2020 wird das GaN-Jahr!«
© Infineon

Die Welt der Leistungselektronik gilt als sehr konservativ. Doch mittlerweile haben SiC und GaN diese Welt gewaltig verändert. Wie Yole Développement in ihrem aktuellen Compound Semiconductor Quarterly Market Monitor zeigt, holt GaN gegenüber SiC derzeit mächtig auf.

Lange Zeit taten sich die Verbindungshalbleiter Siliziumkarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN) schwer beim Marktzugang wegen der schier erdrückenden Dominanz des Siliziums. In den vergangenen zwei Jahren haben sich die Bedingungen jedoch drastisch geändert: Im Jahr 2018 fand SiC Einzug in die Autos von Tesla, GaN wiederum im vierten Quartal 2019 und im ersten Quartal 2020 in die Smartphone-Schnellladegeräte von Oppo, Samsung, Xiaomi und Realme. Während SiC also seinen Höhenflug fortsetzt, hat GaN seine Marktentwicklung gerade erst begonnen und entfaltet sich sehr schnell.

In ihrem Compound Semiconductor Quarterly Market Monitor für das erste Quartal 2020 stellt das Analystenteam von Yole Développement ein Umsatzwachstum von 16 Prozent bei GaN gegenüber dem vierten Quartal 2019. Bis zum Jahr 2025 soll der GaN-Markt über 700 Millionen US-Dollar erreichen, während der SiC-Markt bis dahin über 3 Milliarden US-Dollar schwer sein soll.

Compound Semiconductor Quarterly Market Monitor

Yole Développement, Gallium Nitride, Silicon Carbide, Smartphone, Tesla
Yole Développement, Silicon Carbide
Yole Développement, Gallium Nitride

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Bei Galliumnitrid geht die Post ab

Zu Beginn des Jahres 2020 gab es in der GaN-Branche viele aufregende Neuigkeiten auf dem Markt für hochvolumige Schnelladegeräte im Consumer-Bereich:

  • Der chinesische Smartphone-OEM Oppo hat sein Luxus-Flaggschiff Reno ACE herausgebracht, dem das 65-W-Schnellladegerät SuperVOOC mit GaN-Technologie beigefügt ist.
  • Der Marktbegleiter Xiaomi kündigte an, für die Serie Xiaomi Mi 10 Pro als Zubehör ein GaN-basiertes USB-C-Schnellladegerät mit 65 W Leistung auf den Markt zu bringen. Es verwendet GaN-auf-Silizium-Bausteine von Navitas Semiconductor.
  • Ein anderer Marktbegleiter, Realme, kündigte die Einführung seines 5G-Smartphones X50 Pro mit beigefügtem GaN-basierten Ladegeräten an, die das Ladeprotokoll SuperDart verwenden.
  • Neben der Lieferung von 45-W-Ladegeräten als Zubehör an Samsung hat Power Integrations verkündet, dort auch einen Design-Win für ein im Set beigefügtes 45-W-Schnellladegerät erzielt zu haben.

»Der Markt für Galliumnitrid steht erst am Anfang seiner Entwicklung«, erklärt Ezgi Dogmus, Technologie- und Marktanalystin bei Yole. »GaN hat einen bedeutenden Schritt gemacht und wird voraussichtlich auch in die Schnellladegeräte anderer großer OEMs wie Apple und Huawei einziehen. In diesem Zusammenhang sind die Jahre 2020 und 2021 wichtige Jahre, in denen man auf die weitere Marktakzeptanz und die schnelle Verbreitung von GaN-basierten Schnellladegeräten achten muss.«

Wie sich die GaN-Industrie weiterentwickelt

In der Vergangenheit wurden GaN-Bauteile von innovativen Startups wie EPC, Transphorm, GaN Systems, Navitas, Exagan und anderen auf den Markt gebracht, die mit führenden Foundries wie TSMC, Episil und X-FAB zusammenarbeiten. In der Zwischenzeit haben auch große Halbleiterhersteller aus der Siliziumwelt GaN-Produkte eingeführt. Darunter fallen Infineon, Panasonic (in Q4/2019 verkaufte Panasonic sein Halbleitergeschäft einschließlich GaN an die taiwanesische Nuvoton Technology), Texas Instruments, Alpha and Omega Semiconductor sowie Power Integrations. Tatsächlich betreibt die Mehrheit der etablierten Akteure Forschungs- und Entwicklungsprojekte zu Galliumnitrid. Nach dem Einzug solcher Bausteine in hochvolumige Schnellladegeräte für Consumer-Anwendungen hat das GaN-Ökosystem begonnen, sich zu entwickeln.

Der Jahresbeginn 2020 war auch geprägt von neuen Partnerschaften und Ankündigungen von Übernahmen durch etablierte Halbleiterhersteller und Start-up-Unternehmen. »Als führender Akteur auf dem SiC-Markt hat STMicroelectronics wichtige strategische Maßnahmen ergriffen, die deutlich seine Ambitionen im entstehenden GaN-Markt belegen«, erläutert Ahmed Ben Slimane, Technologie- und Marktanalyst von Yole. »Nach dem Eintritt in das GaN-Geschäft im vierten Quartal 2018 ist das Unternehmen bestrebt, sein GaN-Portfolio weiter auszubauen, und durch die Partnerschaft mit der GaN-Foundry TSMC und durch die Übernahme der Mehrheitsanteile an Exagan forciert ST seine Anstrengungen.«

Im vierten Quartal 2019 und im ersten Quartal 2020 haben zwei GaN-Pioniere, GaN Systems und Transphorm, ebenfalls Schlagzeilen gemacht, indem sie Partnerschaften und Investitionen für den attraktiven Automobilmarkt angekündigt haben. GaN Systems erhielt eine Investition aus dem Mirai Creation Fund II der SPARX-Gruppe, einschließlich Toyota Motor, die auf den Einsatz in Elektro- und Hybridfahrzeugen abzielt.

Transphorm kündigte an, eine Rückfusion mit der Peninsula Acquisition Corp. abgeschlossen und 21 Millionen US-Dollar in einer privaten Eigenkapitalfinanzierung eingesammelt zu haben. Zudem unterzeichnete das Unternehmen im ersten Quartal 2020 einen Kooperationsvertrag mit dem italienischen Tier-1-Automobilzulieferer Magneti Marelli. Dieser sieht die Entwicklung von Leistungswandlern, Onboard-Ladegeräten und Umrichtern für Elektro- und Hybridfahrzeuge vor. Diese Partnerschaft stellt für Transphorm eine große Chance dar, da es bereits AEC-qualifizierte GaN-Bausteine anbietet.

Wie gehen die Geschäfte mit GaN und SiC weiter?

Nun stellen sich die Fragen: Wer wird als Nächster spannende Neuigkeiten verkünden? Wie wird die Investitionsstrategie der Akteure aussehen, um vom boomenden GaN-Geschäft zu profitieren? Wie wird sich die GaN-Lieferkette entwickeln? Wie erhält man das größte Stück am Kuchen der wachsenden Märkte für Konsumgüter und Autos?

Zu Jahresbeginn 2020 zeigt sich, dass wir dieses Jahr das GaN-Jahr haben werden. Aber SiC setzt seine Aufwärtsentwicklung sicherlich fort. Vor allem durch die Lade-Infrastruktur für von Elektro- und Hybridfahrzeugen und Anwendungen in der Stromversorgung angetrieben, erwartet Yole, dass diskrete SiC-Bauelemente und SiC-Module in den kommenden Jahren eine zentrale Rolle spielen werden.

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