氮化鎵及功率半導體解讀專家會

（來源：紀要頭等座）

氮化鎵及功率半導體解讀專家會

一、英偉達800V直流平臺對氮化鎵的需求分析

英偉達800V直流供電平臺推動氮化鎵功率器件進入中功率應用場景，其工作電壓需留有冗余，芯片極限耐壓通常需達1200V，當前氮化鎵器件已可滿足該規格要求。平臺功率等級提升至1000-3000瓦，對應電流等級為幾十安培（50-100安培以下），此範圍內氮化鎵器件性價比優勢顯著。與硅基IGBT相比，氮化鎵導通電阻更低、功耗更小；與碳化硅相比，在1000-10000瓦功率區間內成本更低，因此成為該平臺的優選方案，預計市場空間可達幾十億至百億規模。

二、800V架構中氮化鎵與硅基/碳化硅的應用對比及價值量分析

（一）氮化鎵與硅基功率半導體的應用邊界

800V架構中，功率等級是兩者應用的核心分界線：1000瓦以下場景，硅基IGBT效率與性價比仍可接受；1000瓦以上場景，氮化鎵損耗較硅基IGBT降低超50%，且隨工藝進步成本持續下降，未來有望接近甚至低於硅基IGBT，在3000瓦等中高功率場景性價比優勢顯著。

（二）氮化鎵與碳化硅的應用場景及價值量差異

性能與成本：碳化硅性能略優，但氮化鎵基於硅襯底的外延材料成本更低，整體器件成本較碳化硅低，在3000瓦功率場景下性價比更優。

應用場景：氮化鎵適用於1000-3000瓦工規/消費級場景（如英偉達GPU供電系統），碳化硅則更多用於車規等高可靠性、高價格容忍度領域。

價值量：以3000瓦系統為例，氮化鎵器件單顆價格約15-20元，單個電路需4-8顆，對應價值量80-100元；碳化硅方案價格約為氮化鎵的1.5-2倍，系統成本更高。

三、氮化鎵行業格局：玩家、技術路線與供需趨勢

（一）國內外主要玩家及技術水平

國內：英諾賽科為全球龍頭，市場份額約30%，產品覆蓋100-1200V，8寸線產能領先，性價比優勢顯著；三安光電、華潤微等聚焦消費級低壓領域，尚未進入英偉達供應鏈。

國外：英飛凌（IDM模式，系統方案能力最強）、納微半導體（Fabless，依賴代工）、意法半導體（IDM模式）為主（更多實時紀要加微信：aileesir）要參與者，其中英飛凌盈利模式閉環，納微半導體因代工成本較高虧損嚴重。

（二）技術路線：E-mode與D-mode

D-mode（耗盡型）：工藝簡單、可靠性較高，需級聯封裝實現常關，英飛凌採用該路線。

E-mode（增強型）：可直接實現常關，封裝更簡單，為當前主流路線，納微半導體、英諾賽科（同時佈局兩種路線）採用。

格局：E-mode因設計友好佔據主流，但兩種路線在低頻（幾十至幾百kHz）功率應用中可靠性均達標。

（三）供需與價格趨勢

產能：全球氮化鎵產能以8寸線為主（英諾賽科月產1.5萬片，規劃擴至4-5萬片），6寸線因性價比劣勢逐步退出（如臺積電6寸線轉型封裝）。

價格：8寸晶圓價格約3000-5000元（消費級低壓產品低於3000元），6寸線（已淘汰）原價格6000-7000元；當前氮化鎵器件價格低於碳化硅，但高於硅基IGBT，行業整體仍處虧損階段，需規模效應實現盈利。

四、功率半導體行業動態與競爭格局

（一）安世半導體被制裁的影響

市場空間：安世半導體2023年產值約147億元（人民幣），其車規級IGBT、MOSFET等產品市場份額將被國內廠商（如士蘭微、中車時代電氣、華潤微）及英飛凌、意法半導體等瓜分，國內廠商有望新增百億級替代空間。

競爭格局：國內功率半導體廠商在成熟工藝（0.18μm及以上）領域與國外差距較小，車規認證加速推進，有望快速填補供應缺口。

（二）功率半導體周期與需求增量

周期位置：功率半導體（IGBT等）當前處於供需平衡略偏供大於求階段，價格較疫情期間回落，毛利率降至30%以下。

需求增量：新能源（電動車、光伏）、儲能、AI數據中心為核心驅動力，預計儲能領域功率器件需求有6-7倍增長空間，但因成熟工藝產能易擴張，供需缺口較先進製程更小。

（三）臺積電退出氮化鎵代工的影響

臺積電因6寸線性價比劣勢（成本較8寸線高30%）退出氮化鎵代工，加速行業向8寸線集中，國內廠商（英諾賽科等）憑藉8寸線產能優勢受益，全球氮化鎵供給格局向大陸傾斜。

五、投資要點總結

核心標的：英諾賽科（全球氮化鎵龍頭，8寸線產能與性價比領先，英偉達供應鏈驗證通過）、英飛凌（IDM模式，系統方案能力強，盈利穩定）。

行業趨勢：氮化鎵在800V中功率場景（1000-3000瓦）替代硅基IGBT為長期趨勢，需關注英諾賽科等廠商擴產進度及成本下降曲線；國內功率半導體廠商在安世制裁后迎來車規替代機遇。

Q&A

Q1: 英偉達800伏直流平臺對氮化鎵的需求情況如何，包括規格參數、可靠性及良率要求？

A1: 英偉達800伏直流平臺推動氮化鎵功率器件向中功率領域拓展，具體需求如下：規格參數方面，800伏平臺需芯片極限電壓達1200伏以預留冗余，當前氮化鎵器件已能滿足該條件；功率等級提升至千瓦級，最高達3000瓦，處於1000-10千瓦的中功率範圍，此區間為氮化鎵優勢領域。可靠性與性能上，氮化鎵導通電阻低，損耗較硅IGBT小一半以上，在1000瓦以上功率場景效率優勢顯著；良率隨工藝提升，8寸線相比6寸線成本降低30%，支撐性價比提升。此外，氮化鎵基於硅襯底的材料成本低於碳化硅，且成本下降趨勢明顯，未來或低於硅IGBT。

Q2: 800伏直流供電架構中，氮化鎵與硅基功率半導體的應用比例如何？在哪些電壓和功率密度下必須使用氮化鎵？

A2: 800伏架構中氮化鎵與硅基功率半導體的應用比例以1000瓦為分界：1000瓦以下，硅IGBT效率和性價比可接受，導通電阻損耗較小，仍為主要選擇；1000瓦以上，氮化鎵損耗較硅IGBT降低超50%，且隨器件工藝提升，成本持續下降，未來或低於硅IGBT，成為主流方案。必須使用氮化鎵的場景為功率密度較高的1000瓦以上領域，尤其3000瓦等級時，其效率與成本優勢顯著，硅IGBT難以替代。

Q3: 800伏直流供電架構中，氮化鎵與碳化硅的應用場景有何差異？

A3: 800伏架構中氮化鎵與碳化硅的應用場景因性能、成本及需求特性分化：碳化硅性能更優，尤其在高壓、高可靠性場景（如車規級電動車），其材料缺陷密度低、導熱性好，適用於對價格容忍度高的領域；氮化鎵基於硅襯底，材料及製造成本更低，在3000瓦AI服務器等功率中等（1000-10千瓦）、價格敏感且用量大的場景（如數據中心電源），市場份額大於碳化硅。此外，氮化鎵當前主要定位工規級甚至消費級，而碳化硅更多面向車規等高等級應用。

Q4: 國內外氮化鎵主要廠商有哪些？其產品及客户端驗證進展如何？

A4: 國內外氮化鎵廠商可分為以下類別：國內方面，英諾賽科為龍頭，採用IDM模式，8寸線產能1.5萬片/月（規劃擴至4-5萬片），產品覆蓋100-1200伏，全球份額約30%，已通過英偉達驗證，但受GPU芯片產能限制暫未起量；三安光電、華潤微等廠商亦有佈局，但產值多為千萬至億元級，未進入主流供應鏈。國外方面，英飛凌（IDM模式，系統方案能力突出）、意法半導體（IDM模式）為主要IDM廠商；設計公司以納微半導體為代表，原依賴臺積電6寸代工，現因成本劣勢轉至國內8寸線。此外，EPC、Transphorm等設計公司產值較小，影響力有限。

Q5: 國內英諾賽科與國外納微半導體、英飛凌在氮化鎵技術水平上如何評價？

A5: 國內英諾賽科與國外納微半導體、英飛凌的技術水平各有側重：英諾賽科在器件性價比上領先，其8寸線工藝成熟，良率高，成本較6寸線降低30%，且產品覆蓋100-1200伏全範圍，規模效應下虧損收窄；英飛凌系統方案能力最強，擅長從芯片到模塊、系統的整體解決方案，已形成盈利閉環；納微半導體作為輕資產設計公司，依賴代工，雖技術路線（E-mode）為主流，但因缺乏製造環節，虧損最為嚴重。綜合來看，英諾賽科在器件性能與成本平衡上佔優，英飛凌在系統集成上領先，納微半導體受限於代工模式盈利承壓。

Q6: 英諾賽科能否在氮化鎵市場佔據三成份額？

A6: 英諾賽科目前已佔據全球氮化鎵市場約三成份額，未來有望維持或提升該比例。其核心支撐包括：產能規模領先，擁有全球首條氮化鎵8寸專線，當前月產能1.5萬片，規劃擴至4-5萬片（更多實時紀要加微信：aileesir），規模效應下運營成本將進一步降低；產品覆蓋廣，從100伏到1200伏，適配消費電子、數據中心等多場景；性價比優勢顯著，8寸線成本較6寸線低30%，且隨產能釋放有望實現盈利。此外，臺積電退出6寸氮化鎵代工后，國內8寸線主導市場，英諾賽科作為國內龍頭將持續受益。

Q7: 氮化鎵的技術壁壘主要體現在哪些方面？是襯底外延、前道工藝還是后道模組？

A7: 氮化鎵的技術壁壘主要集中於前道工藝（含襯底外延與芯片製造），后道模組門檻相對較低。前道工藝方面，襯底外延需降低缺陷密度，硅襯底氮化鎵的缺陷控制難度大，直接影響器件可靠性與良率；芯片製造需優化外延層與工藝配合，如增強型（E-mode）器件需通過外延與芯片工藝協同實現常關特性，工藝複雜度高於耗盡型（D-mode）。后道模組方面，氮化鎵可複用硅IGBT成熟工藝，8寸線良率高，封裝技術相對通用，難度較低。英諾賽科等IDM廠商通過整合前道工藝（襯底外延、芯片製造）與后道封裝，形成差異化壁壘。

Q8: 英諾賽科在英偉達的驗證進展如何？

A8: 英諾賽科已通過英偉達芯片級驗證，但實際出貨量受限於GPU芯片產能。具體而言，英諾賽科的氮化鎵器件（含650伏成熟產品及800伏平臺所需1200伏產品）已滿足英偉達電源單元的性能要求；驗證通過后，其出貨量取決於英偉達GPU芯片的產能釋放——當前臺積電先進工藝（3納米）及2.5D/3D封裝產能緊張，限制了GPU大芯片產出，進而影響電源器件需求。因此，英諾賽科的氮化鎵器件供應能力充足，起量節奏將隨GPU產能爬坡逐步提升。

Q9: 氮化鎵的E-mode與D-mode技術路線有何差異？當前格局如何？

A9: 氮化鎵E-mode（增強型）與D-mode（耗盡型）技術路線的差異及格局如下：技術特性方面，D-mode為常開型（耗盡型），器件工藝簡單、可靠性較高，但需通過級聯封裝實現常關，驅動設計複雜；E-mode為常關型（增強型），需外延與芯片工藝協同實現，封裝難度低，設計友好，為當前主流路線。市場格局方面，英飛凌採用D-mode級聯封裝方案；納微半導體、臺積電採用E-mode工藝；英諾賽科兩種路線均有佈局，最終產品形態（3/4條腿模組）無明顯差異。在功率應用（幾十至幾百千赫茲）場景下，兩種路線可靠性均達標，E-mode因設計便利性佔據主導。

Q10: 氮化鎵與碳化硅相比，優劣勢及適用場景有何差異？

A10: 氮化鎵與碳化硅的優劣勢及適用場景差異顯著：優勢方面，氮化鎵基於硅襯底，材料與製造成本低，在1000-10千瓦中功率場景（如數據中心電源、消費電子快充）損耗小、性價比高；碳化硅材料缺陷密度低（比氮化鎵低4-5個數量級）、導熱性高（是硅襯底的3-4倍），在高壓（>800伏）、高功率（如車規級電動車）場景穩定性更優。劣勢方面，氮化鎵在800伏以上高壓場景材料缺陷控制難度大，接近性能極限；碳化硅成本高，在價格敏感、用量大的中功率場景競爭力弱。適用場景上，氮化鎵聚焦數據中心、消費電子等中功率、價格敏感領域；碳化硅主攻車規、工業重功率等高可靠性、高電壓場景。

Q11: 氮化鎵的供需格局、當前產能及后期價格趨勢如何？

A11: 氮化鎵供需格局、產能及價格趨勢如下：供需方面，當前處於需求增長期，英偉達800伏平臺、儲能等新場景打開市場空間，但供給端英諾賽科、英飛凌等廠商產能充足，暫未出現結構性短缺。產能方面，國內英諾賽科8寸線月產能1.5萬片（規劃擴至4-5萬片），國外英飛凌、意法半導體亦有8寸線佈局，6寸線因成本劣勢逐步淘汰（如臺積電退出）。價格趨勢上，短期因規模不足多數廠商虧損，但隨產能擴大（如英諾賽科擴至4萬片/月），成本將持續下降，長期價格不會大幅下跌，參考硅IGBT維持20-30%毛利，不會出現碳化硅因供大於求導致的非理性降價。

Q12: 安世半導體被制裁對工業半導體市場競爭格局有何影響？哪些公司可能受益？

A12: 安世半導體被制裁將重塑工業半導體市場競爭格局，具體影響及受益公司如下：市場缺口方面，安世在汽車IGBT、MOSFET等領域的份額約20多億美元（147億人民幣），其退出將形成百億級市場缺口，主要集中於車規級成熟器件。競爭格局變化上，歐洲車企供應鏈依賴安世的歷史認證，短期內面臨斷供壓力，但國內廠商認證加速，二供、三供將快速填補份額。受益公司包括國內車規功率器件廠商，如星聯集成、華潤微、華虹半導體、士蘭微、中車時代等，這些廠商產品性能與安世差距小，且在新能源車領域已佈局，有望承接替代訂單。

Q13: 當前功率器件（含IGBT）的供需情況如何？功率半導體周期處於什麼位置？

A13: 當前功率器件供需及周期位置如下：供需方面，功率器件為成熟工藝（0.18-0.35微米為主），疫情期間車規級曾嚴重缺貨，當前供需基本平衡，略呈供大於求；價格方面，疫情期間漲價后逐步回落，當前毛利率約30%以下，低於歷史高位。周期位置上，功率半導體屬於「長坡厚雪」賽道，無大起大落，當前處於疫情后需求回暖期，但因製造門檻較低（90納米以上工藝），產能易擴張，難以出現先進工藝（如5納米以下）的供不應求局面，預計維持平穩增長，無大幅漲價趨勢。

Q14: 儲能、數據中心等領域需求對功率半導體的增量貢獻有多大？

A14: 儲能、數據中心等領域將為功率半導體帶來顯著增量，具體表現為：需求規模上，AI數據中心因算力增長帶動電源功率提升（如3000瓦GPU電源），儲能領域因風光裝機增長需求激增，兩者合計有望推動功率半導體需求翻倍甚至更多。增長斜率方面，功率器件為成熟工藝，國內廠商（如英諾賽科、華潤微）產能擴張迅速，需求增長可被快速滿足，因此增量曲線相對緩和，不會出現先進工藝（如GPU芯片）因產能受限導致的供需缺口。長期來看，儲能、數據中心將成為功率半導體增長的核心驅動力，但需通過規模效應攤薄成本，維持合理利潤。

Q15: 臺積電退出氮化鎵代工對行業供需情況有何影響？

A15: 臺積電退出氮化鎵代工對行業供需為積極影響，尤其利好大陸廠商：退出原因在於其6寸代工線無性價比，8寸線成本比6寸低30%，且臺積電需將6寸廠改造為先進封裝產能以滿足GPU封裝需求。行業影響方面，臺積電退出后，其四五十家設計公司客户（如納微半導體）將轉向國內8寸線代工，推動國內氮化鎵代工產能利用率提升；同時加速6寸線淘汰，行業向8寸線集中，成本進一步下降，打開中功率應用市場空間。對大陸廠商而言，英諾賽科等8寸線IDM廠商將承接更多訂單，鞏固龍頭地位。

Q16: 當前6寸與8寸氮化鎵的產能及晶圓價格範圍如何？

A16: 當前6寸與8寸氮化鎵的產能及晶圓價格差異顯著：產能方面，6寸線因成本劣勢逐步退出（如臺積電6寸線改造為封裝廠），僅剩少量老舊產能；8寸線成為主流，國內英諾賽科月產能1.5萬片（規劃擴至4-5萬片），國外英飛凌、意法半導體亦有佈局。價格方面，6寸晶圓原價格6000-7000元，因無性價比已被淘汰；8寸晶圓價格因應用場景分化，高壓（如1200伏）產品約4000-5000元，消費類/低壓（200伏以下）產品低於3000元，接近硅基晶圓價格（約3000元）。未來隨8寸線產能擴張，價格或進一步下降，但降幅有限。

Q17: 國內外氮化鎵的IDM公司、設計公司及代工平臺有哪些？

A17: 國內外氮化鎵產業鏈主要參與者如下：國內方面，IDM公司以英諾賽科為核心（8寸線，100-1200伏產品，全球份額30%），三安光電、華潤微亦有佈局但產值較小（億元級）；設計公司無顯著出貨量，多為千萬級產值，影響力有限；代工平臺以國內8寸線為主，承接臺積電退出后的設計公司訂單。國外方面，IDM公司包括英飛凌（系統方案領先）、意法半導體、安森美（車規級產品）；設計公司有納微半導體（E-mode路線，轉國內代工）、EPC、Transphorm（產值億元級）；代工平臺臺積電已退出，僅剩少量6寸線，逐步被國內8寸線替代。

Q18: 安世半導體被制裁后，其可被瓜分的市場空間約為多少？

A18: 安世半導體被制裁后，可被瓜分的市場空間約百億人民幣。安世去年產值147億人民幣（約20多億美元），其中被制裁的核心產品（汽車IGBT、MOSFET、靜電二極管）佔比約70%，對應市場空間約百億人民幣。該部分市場將由國內功率器件廠商承接，如星聯集成、華潤微、華虹半導體等，這些廠商年營收多為十幾至二十幾（更多實時紀要加微信：aileesir）億元，合計可消化該部分份額。此外，安世國內封裝產能若採用國內晶圓替代（如華潤微、中車時代提供晶圓），其國內業務或部分恢復，但核心被制裁產品的市場缺口仍將由國內廠商填補。

免責申明：以上內容不構成投資建議，以此作為投資依據出現任何損失不承擔任何責任。