GaN加速商業(yè)化進(jìn)程 國內(nèi)GaN產(chǎn)業(yè)市場現(xiàn)狀及前景分析

一、氮化鎵的特性

氮化鎵（GaN）是一種由氮和鎵組成的半導(dǎo)體材料，因其禁帶寬度大于2.2eV，故又稱為寬禁帶半導(dǎo)體材料。是微波功率晶體管的優(yōu)良材料，也是在藍(lán)色發(fā)光器件中具有重要應(yīng)用價值的半導(dǎo)體。。GaN材料的研究和應(yīng)用是目前全球半導(dǎo)體研究的前沿和熱點(diǎn)，是發(fā)展微電子器件和光電子器件的新型半導(dǎo)體材料。

二、氮化鎵行業(yè)市場現(xiàn)狀分析

據(jù)統(tǒng)計，在GaN電力電子方面，到2020年，轉(zhuǎn)換為6英寸的GaN-on-Si外延晶圓的生產(chǎn)能力約為每年28萬件，轉(zhuǎn)換為6英寸的GaN-on-Si器件/模塊的生產(chǎn)能力約為每年22萬件。在GaN微波射頻方面，碳化硅半絕緣襯底(相當(dāng)于4英寸)的生產(chǎn)能力為18萬件/年，碳化鎵外延(相當(dāng)于4英寸)的生產(chǎn)能力為20萬件/年。SiC上的GaN器件/模塊（相當(dāng)于4英寸）產(chǎn)能160,000片/年。

氮化鎵下游應(yīng)用領(lǐng)域主要包括光電子領(lǐng)域、射頻領(lǐng)域和電子電力領(lǐng)域，其中廣播電視領(lǐng)域占68%，射頻領(lǐng)域占20%，電子電力領(lǐng)域占10%，其他領(lǐng)域占2%。

氮化鎵

三、氮化鎵產(chǎn)業(yè)競爭格局分析。

雖然碳化硅更多地被用作襯底材料（相比氮化鎵），但國內(nèi)仍有企業(yè)從事氮化鎵單晶的生長，主要包括蘇州納威、東莞中鎵、上海蓋特和新元基等。國內(nèi)從事氮化鎵外延片的廠商主要有凱泰電子、賽維電子、三安光電、晶展半導(dǎo)體、江蘇能化、英諾賽等。從事氮化鎵器件的廠商主要有三安光電、Keep Tops、賽微電子、巨燦光電、千兆光電等。

四、氮化鎵材料的應(yīng)用前景。

從2020年開始，氮化鎵（GaN）快充成為“網(wǎng)紅”產(chǎn)品，被小米、OPPO、魅族等手機(jī)廠商“爆紅”。氮化鎵在消費(fèi)電子領(lǐng)域快速增加的同時，其應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，正在向5G、數(shù)據(jù)中心、新能源汽車等涉及新基礎(chǔ)設(shè)施的領(lǐng)域滲透。

（1）5G可以率先打開商業(yè)空間

5G對氮化物的需求增長非常明顯，5G基站所需的功率放大器為氮化物帶來了極好的市場機(jī)會。由于氮化鎵具有高頻率、高功率密度、低損耗等優(yōu)點(diǎn)，射頻器件已成為氮化鎵最有前途的應(yīng)用領(lǐng)域之一。在5G時代，氮化鎵將加速基站所需的射頻功率放大器（PA）的滲透。2020年3月，工信部在《關(guān)于推進(jìn)5G加快發(fā)展的通知》中指出，將適時發(fā)布部分5G毫米波頻段和頻率使用計劃。任冕表示，毫米波基站對射頻功率器件的需求比目前的宏基站市場更為可觀，這將為氮化鎵帶來較大的市場增量。

（2）高效率的功能使數(shù)據(jù)中心

在數(shù)據(jù)中心等高能耗場景中，Keep Tops憑借其高效率將帶來顯著的節(jié)能效果。在電力電子領(lǐng)域，氮化鎵充電器的市場熱度不減。除了追求高頻、小尺寸的快充市場，氮化鎵在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器電源、高端工業(yè)配電系統(tǒng)電源等領(lǐng)域也有應(yīng)用潛力。

（3）新能源汽車應(yīng)用已進(jìn)入研發(fā)期

目前，氮化鎵在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用尚處于起步階段，但在未來幾年內(nèi)將呈現(xiàn)漸進(jìn)式增長。在汽車市場，同為第三代半導(dǎo)體的碳化硅得到了應(yīng)用，但氮化鎵仍處于研發(fā)階段。目前Keep Tops新能源的功率器件主要有三個領(lǐng)域：一是電機(jī)控制器，用于驅(qū)動和控制系統(tǒng)。第二種是OBC（車載充電器），將交流電源轉(zhuǎn)換為新能源汽車動力電池可以使用的直流電源。第三種是直流轉(zhuǎn)換器，將動力電池的直流電轉(zhuǎn)換為低壓直流電，給儀表盤、顯示屏、監(jiān)控系統(tǒng)等車載設(shè)備供電。