自上世纪五十年月以来，以硅质料为代表的*代半导体质料取代了粗笨的电子管引发了以集成电路为焦点的微电子领域迅速生长。

随着时间的流逝，只管现在业内仍然以Si质料作为主流半导体质料，但第二代、第三代甚至是第四代半导体质料都纷沓而至。

这其中又以第三代半导体质料——氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）受到民众关注。近段时间，GaN方面又有了新希望。

01 本土GaN企业快速生长

3月2日，英飞凌宣布收购氮化镓公司GaN Systems，生意总值8.3亿美元（约57.3亿人民币）。凭证通告，英飞凌设计以全现金收购GaN Systems，资金未来自现有的流动资金。

GaN Systems是氮化镓（GaN）功率半导体厂商，拥有普遍的晶体管产物组合，可知足多行业的需求，包罗消费电子、可再生能源系统、工业电机和汽车电子等，现在也向英飞凌的竞争对手供应GaN功率器件。

在第三代半导体走到岔路口的时刻，英飞凌的收购给氮化镓多添了一笔。究竟，特斯拉宣布下一代驱动单元将削减75%碳化硅（SiC）的新闻后，动员SiC相关企业震惊，纷纷郁闷SiC的未来昏暗。

现在，车用芯片大厂用真金白银选择了氮化镓。

除了英飞凌，罗姆有了新的产物希望，罗姆官方也示意，其开发出用于GaN半导体的高速控制IC，能够削减电源封装面积86%，可把通过集成电路切换电流开关时的时间缩短到了2纳秒（仅为原来的四分之一），是业界最快的。使用这种控制IC，GaN半导体就能*限度地施展出比现有的硅(Si)半导体等更好的高速开关性能，还能实现驱动外围部件的小型化。

我国2023年1月至3月有多个GaN项目也迎来最新希望，包罗百思特达半导体GaN项目、博康(嘉兴)半导体GaN项目、仙芈智造新型智能功率模组(IPM)研发生产基地项目、中国电科射频集成电路产业化项目、东科半导体超高频GaN电源治理芯片项目等。

近年来，我国GaN生长迅速。GaN产业链按环节分为Si衬底（或GaN单晶衬底、SiC、蓝宝石）、GaN质料外延、器件设计、器件制造、封测以及应用。各个环节海内均有企业涉足，如在射频领域，SiC衬底生产商有天科合达、山东天岳等，GaN衬底有维微科技、科恒晶体、镓铝光电等公司。外延片涉足企业有晶湛半导体、聚能晶源、英诺赛科等。苏州能讯、四川益丰电子、中科院苏州纳米所等公司则同时涉足多环节，力争形玉成产业链公司。

在中国GaN生态系统中较为出众的两家是英诺赛科和厦门三安集成电路。

现在在全球GaN市场上，英诺赛科排名前三，并接纳IDM模式。拥有两座8英寸硅基GaN生产基地，接纳*进的8英寸生产工艺，是全球产能最高的GaN器件厂商。其中珠海工厂的产能已经到达4k片/月，苏州工厂到达6k片/月。

海内LED龙头“三安光电”在GaN领域有一定手艺贮备。三安光电是现在海内规模*的LED外延片、芯片企业。2014年，该公司投资建设GaN高功率半导体项目；2018年，在福建泉州斥资333亿元投资Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体质料、LED外延、芯片、微波集成电路、光通讯、射频滤波器等产业。在GaN领域，三安光电同样集中于产业链中游——器件模组的研究。其结构的器件类型主要包罗可见光LED、紫外LED、Micro／Mini LED和GaN基FET。三安集成在去年3月示意硅基GaN完成约60家客户工程送样及系统验证，24家进入量产阶段。

中国本土厂商在GaN晶圆厂建设的脚步不停提速，在GaN的产能方面，中国已有应用在电力电子和射频领域的GaN晶圆产线各10条，多家中国本土企业已拥有了一定的GaN晶圆制造水平。 

融资方面，GaN行业也发生了多起融资事宜。例如，英诺赛科去年完成近30亿元D轮融资；无锡吴越半导体有限公司获数亿元战略融资，本轮融资将主要用于公司GaN自支持衬底的研发与扩产；晶湛半导体也完成了数亿元B 轮战略融资，资金将主要用于晶湛半导体总部和研发中央的建设，项目达产后将建成GaN电力电子、射频电子以及微显示质料研发生产基地。

「买到就是赚到」，奢侈品涨价收割了谁？

02 GaN 产业进度

以GaN手艺的生长履向来看，2012年，业界*颗600V的GaN芯片就通过了JEDEC，2018年，650V功率 GaN IC 面市，2019年650V功率GaN市场被打开。

2020年是GaN迎来改变的一年，这一年苹果宣布不再标配充电器，这让消费者最先转向第三方充电器。同时，小米带着研发的65W GaN充电器最先在消费市场中大放异彩。

这是GaN迎来的*个大规模产业化应用。更大的禁带宽度更大，更高的临界击穿电场，更高的热导率更高，更高的饱和电子速率和电子迁徙率等。GaN在异常高的电压、温度和开关下，具有加倍优越的性能。对照三星的硅基和 GaN 基充电器有助于证实这一点：三星的 45W Si 快速充电器的功率密度为 0.55W/cm³；而其 45W 基于 GaN 的充电器拥有 0.76w/cm³的功率密度，占地面积缩小了近 30%。

在已往的一段时间里，包罗苹果、三星在内的头部手机厂商都在自己的充电器中加入了GaN。此外，OPPO、遐想、安克创新等品牌也纷纷推出了多款GaN功率芯片充电器，英诺赛科更将GaN手艺直接引入手机主板。

消费者市场已经盛行起来的GaN充电器已经从30W、45W、60W升级到100W、120W甚至200W以上。

除了消费领域的快充，汽车充电也是GaN的蓝海市场。行使GaN可以将汽车的OBC、DC-DC做得更小更轻，从而有空间放入更多的锂电池，提升整车续航里程。

安世半导体与团结汽车电子公司 (UAES) 配合打造基于GaN工艺的团结实验室，就UAES电动车的车载充电器、高压DC-DC直流转换器等项目睁开相助。

纳微半导体确立全球*电动汽车 (EV) 设计中央，并研制出专为EV定制的GaNFast氮化综功率芯片，可提升3倍充电速率，节能高达70%，同时增添5%的里程或降低5%的电池消耗。

此外，现在GaN功率器件成本也在下降。早期，由于GaN与传统半导体Si特征的差异，在开发初期遇到了许多瓶颈。直到近期才应用GaN-on-Si基板大幅降低了制作成本，成熟的生态链也让商品价钱逐渐降低。现在GaN功率器件与硅基器件的差异已经从5-6倍降到异常靠近的水平。

中泰证券剖析师以为，对于成本问题，GaN在光电领域的手艺已经较为成熟，例如LED、激光器等产物，其在充电器、充电桩等电力电子领域仍属高速扩张阶段，未来随着行业大规模商用，成本有望进一步下降。

不外，虽然GaN生长迅速，但仍然有其逆境。例如GaN的损伤容易影响元件效果，且GaN-on-Si的「异质磊晶」手艺让GaN的品质仍然有所疑虑，因此GaN仍然以消费性电子产物为主，至于高阶车厂会偏向选择SiC元件，由于SiC在可靠性、更高电压和散热度上更具有优势。

此外，现在GaN的主要难题还集中在衬底和外延环节。由于GaN高温下会剖析，不能使用单晶硅生产工艺的传统直拉法拉出单晶，需要靠纯气体反映合成，然则氮气性子异常稳固，镓又是异常有数的金属，两者反映时间长、速率慢，发生的副产物多。因此，生产GaN对于装备的要求异常苛刻，手艺庞大、产能低。

GaN还存在良率太低导致难以大局限应用的问题。现在部门 GaN 厂商宣称已到达九成生产良率，但被客户或竞争对手私下检测时，产物良率仅五成。因此，就整个 GaN 的供应链来说，各供应商产物良莠不齐显著，短期要周全生长起来仍有难度。

03 总结

必须强调的是，所谓“*代”、“第二代”和“第三代”半导体并非替换关系，下一代也不是周全*于上一代。而且，虽然GaN和SiC同为第三代功率半导体的旷世双骄，但其应用场景有所区分。

一样平常来讲，SiC着重于高压应用，GaN着重于高频。在以便携性为焦点竞争优势的充电器市场，GaN的高频特征可以更有用的提升产物功率密度，因此是更优的选择。两泰半导体质料最后事实市场需求若何，现在尚未分出输赢。

不外GaN最先进击了。