功率GaN，极速扩张，增长600%

来源：内容编译自Yole。

2025年标志着人工智能发展的重大加速，与此同时，数据中心和电信基础设施对高效电源的需求也在不断增长。NVIDIA与德州仪器、英诺赛科、纳微和英飞凌等公司的合作，正在推动GaN在800V高压直流输电系统中的应用，预计到2030年，数据中心和电信市场将占据13%的市场份额。

从2020年到2025年，功率GaN市场增长了十倍以上，预计到2030年将达到29亿美元，24-30年的复合年增长率为42%。消费应用是主要的增长动力，尤其是高达300W的快速充电器以及过压保护（OVP）和家用电器等新机遇。到2030年，消费和移动领域将占据50%以上的市场份额。

尽管xEV动力系统的采用有所延迟，但汽车和出行仍是另一个主要的增长引擎。 GaN 已应用于 ADAS 的激光雷达系统，预计将在车载充电器（<11kW）、DC-DC 转换器、音频和高端电动汽车领域实现规模化应用。到 2030 年，该领域将占据约 19% 的市场份额。

工业和电网正在成为功率 GaN 的第三大增长动力。在能源领域，随着 Enphase 推出首款基于 GaN 的微型逆变器，GaN 在光伏领域以及电池储能系统 (BESS)/便携式存储领域正在蓬勃发展。在工业领域，机器人和电机驱动预计将带来强劲机遇，其应用有望在 2028-2029 年左右加速。到 2030 年，这些领域加起来将占整个市场的约 11%。

IDM 和代工厂重塑功率 GaN 生态系统

自2023年以来，功率GaN行业进入整合期，主要受重大并购案推动，例如英飞凌斥资8.3亿美元收购GaN Systems，瑞萨电子斥资3.39亿美元收购Transphorm。过去几年，该领域投资已超过12.5亿美元，其中Wise Integration等初创企业融资1640万美元，凸显出强劲的市场发展势头。其他参与者也在加紧布局：意法半导体正在建设8英寸GaN晶圆厂，Nexperia正在扩展其e-mode平台，罗姆则推出了EcoGaN器件。与此同时，三星正准备在2026年发布GaN产品。至于安森美，虽然该公司一直保持沉默，但其2024年GaN技术论文以及在硅和碳化硅领域的强势地位使其进军GaN领域势在必行。

然而，挑战依然存在。EPC、英飞凌和Innoscience之间持续不断的知识产权纠纷可能会减缓GaN的普及速度。尽管台积电退出，代工厂仍然发挥着至关重要的作用，X-Fab、GlobalFoundries以及力积电和Polar Semi等新进入者都在扩大产能。外延厂（例如IQE和X-fab）与IDM之间的合作增强了供应弹性。功率GaN市场格局正在演变，由整合、IDM主导的模式以及代工厂-外延厂战略联盟共同塑造。

器件创新与晶圆微缩相结合，推动下一波成本降低

虽然 6 英寸硅基氮化镓仍占主导地位，但该行业正在迅速向 8 英寸晶圆过渡，预计到 2030 年将满足 80% 以上的需求。至于 12 英寸，英特尔在 2024 年第四季度展示了 12 英寸 TRSOI 上氮化镓的初步结果，与英飞凌演示的 12 英寸硅基氮化镓同时发生。英飞凌宣布将于 2025 年第四季度提供样品，但预计在当前预测期内不会有大量产量。

氮化镓外延是 HEMT 生产中最昂贵的步骤，是优化的重点。爱思强的 G10 MOCVD 平台有望降低外延成本，而 VIS 已在 2024 年实现了 8 英寸 QST 上氮化镓的大批量生产，利用 Qromis 衬底提高产量并降低成本。此外，IMEC 近期启动的 300 毫米 GaN 项目（基于硅和 QST 衬底）预计将进一步降低 GaN 器件的制造成本。在器件层面，进展包括纳维 (Navitas) 和英飞凌 (Infineon) 将于 2025 年推出的 1200V 以上 GaN（采用蓝宝石和 QST 衬底）和 600-650V 双向器件，这些器件已被 Enphase 公司用于其下一代微型逆变器，通过替换两个背靠背开关来节省 BOM 成本。然而，GaN 集成并非即插即用：EMI 管理和系统级设计调整对于其应用仍然至关重要。

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