摘要:这时候功率GaN(也就是氮化镓)就站到了台前,像NVIDIA、德州仪器这些企业,都在跟英诺赛科、纳微这些GaN厂商合作,想把它用在800V高压直流系统里。
2025年人工智能跑得特别快,数据中心和电信基站跟着就有了新需求,得要更高效的电源才行。
这时候功率GaN(也就是氮化镓)就站到了台前,像NVIDIA、德州仪器这些企业,都在跟英诺赛科、纳微这些GaN厂商合作,想把它用在800V高压直流系统里。
这东西要是真铺开了,到2030年光数据中心和电信这两块,就能占GaN市场的13%,这分量可不算轻。
从2020年到2025年,功率GaN市场直接涨了十倍还多,按现在这势头,2030年规模能到29亿美元。
本来想觉得这只是短期爆发,后来发现不是,2024到2030年每年都能保持挺高的增幅,这在半导体行业里真算少见的。
消费领域是拉动力最强的,比如300W的快充头,现在华为、小米这些牌子都在用,还有家电里的过压保护装置,也开始用GaN了。
按这趋势,2030年消费和移动领域能占一半以上的市场,想想看,以后咱们买的快充、冰箱,可能都藏着GaN器件。
聊完消费端,再看车载这块,虽然电动车动力系统用GaN的时间比预想中慢了点,但ADAS的激光雷达已经先用上了。
现在蔚来、理想这些车企的激光雷达,里面装的就是英飞凌、意法半导体的GaN器件,2024年的时候,差不多三分之一的车载激光雷达都用了这技术。
而且比亚迪还在跟英诺赛科合作,研发车载逆变器,据说2027年能量产,到时候电动车的能效说不定还能再提一提。
工业和电网算是GaN的第三块增长地,光伏领域里,Enphase已经推出了基于GaN的微型逆变器,用了这东西,光伏板发的电效率能高不少。
储能方面,特斯拉的Megapack储能系统,2025年也试点用了GaN模块,结果储能变流器的体积小了40%,造价还降了15%。
工业机器人这块更有意思,本来想觉得近几年不会有大动静,后来发现ABB、发那科这些企业都计划在伺服电机里用GaN,预计2028、2029年就能加速落地,到时候机器人反应能更快,还更省电。
GaN行业从2023年开始就不太平,到处都是并购,英飞凌花了8.3亿美元买了GaNSystems,瑞萨也掏了3.39亿美元收了Transphorm,算下来这两年行业里的投资已经超12.5亿美元了,连WiseIntegration这样的初创公司都能融到1640万美元。
这么多企业忙着收购,其实就是想快点把GaN技术攥在手里,毕竟这赛道前景好,谁都不想落后。
像意法半导体,干脆自己建了8英寸GaN晶圆厂,三星也计划2026年推出GaN产品,安森美虽然没怎么吭声,但2024年都发了GaN技术论文,看样子进场是早晚的事。
不过代工厂这边也有变化,台积电退出后,X-Fab、GlobalFoundries这些厂商就补了上来,力积电、PolarSemi这些新玩家也在扩产能。
而且外延厂跟IDM企业走得特别近,比如IQE和英飞凌合作,X-fab也在跟不少厂商搭伙,这么做其实是为了保证供应稳定。
很显然,现在GaN生态已经不是一家独大了,而是IDM主导,再加上代工厂和外延厂帮忙,大家一起把盘子做大。
GaN要想普及,成本是绕不开的坎,而晶圆尺寸是降成本的关键。
现在主流还是6英寸硅基GaN,但行业已经在往8英寸转了,预计2030年8英寸能满足80%以上的需求。
要知道,8英寸晶圆能切出更多器件,单位成本比6英寸低不少,这对GaN走进大众市场太重要了。
至于12英寸,英特尔2024年第四季度展示了相关成果,英飞凌也演示了12英寸硅基GaN,还说2025年第四季度能提供样品,但想大规模量产怕是还得等好几年。
外延环节是GaN生产里最贵的一步,现在大家都在想办法优化,爱思强的G10MOCVD平台能降低外延成本,VIS在2024年已经实现了8英寸QSTGaN的量产,用了Qromis衬底之后,不仅产量提上去了,成本还降了。
IMEC最近还启动了300毫米GaN项目,专门研究硅和QST衬底,看样子以后GaN造价还能再降。
器件方面也有突破,纳微和英飞凌2025年要推出1200V以上的GaN器件,还有600-650V的双向器件,Enphase已经计划用在下一代微型逆变器上,能省掉两个开关,BOM成本直接降下来。
但GaN也不是没麻烦,最头疼的就是专利纠纷,EPC、英飞凌、英诺赛科之间的官司就没停过,这要是拖慢了普及速度,确实有点可惜。
而且GaN集成也不是简单的“即插即用”,电磁干扰管理和系统设计都得调整,不然用起来容易出问题。
如此看来,GaN要想真正替代硅基器件,除了降成本,还得解决这些杂七杂八的问题。
总的来说,功率GaN现在正处在上升期,消费、车载、工业三个领域一起发力,生态也在慢慢成熟,技术上还在不断突破。
虽然有专利、成本这些挑战,但只要慢慢解决,未来五年GaN肯定能从高端场景走进大众生活,到时候咱们用的充电器会更小,电动车更高效,家电也更省电。
对企业来说,得抓紧搞研发,比如12英寸晶圆、高可靠性器件这些;对咱们消费者来说,等着享红利就行。
毫无疑问,GaN的发展,其实就是在帮咱们建一个更高效的能源社会。
来源:明星大都会
