隨著全球新能源汽車、光儲(chǔ)充、人形機(jī)器人、AI數(shù)據(jù)中心等新興市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展，高性能氮化鎵（GaN）功率器件市場(chǎng)需求呈現(xiàn)出持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。在此背景下，為加速氮化鎵功率器件的研發(fā)與量產(chǎn)，京東方華燦和晶通半導(dǎo)體于2025年1月8日簽署了合作備忘錄。
source：京東方華燦光電
京東方華燦與晶通半導(dǎo)體氮化鎵布局及進(jìn)展
早在2020年，京東方華燦就已進(jìn)入氮化鎵功率器件領(lǐng)域，產(chǎn)品面向多領(lǐng)域應(yīng)用。
京東方華燦義烏工廠氮化鎵功率器件晶圓級(jí)全流程工藝已經(jīng)打通，并在2024年底進(jìn)行封裝級(jí)可靠性評(píng)估和650V GaN產(chǎn)品小批量戰(zhàn)略客戶送樣，預(yù)期2025年Q2進(jìn)行大規(guī)模市場(chǎng)推廣。
晶通半導(dǎo)體成專注于氮化鎵功率器件、氮化鎵集成驅(qū)動(dòng)芯片和氮化鎵肖特基二極管的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售，是國(guó)內(nèi)少數(shù)能提供氮化鎵功率器件和驅(qū)動(dòng)芯片共同優(yōu)化及設(shè)計(jì)集成方案的功率半導(dǎo)體公司。其已于2024年9月完成6000萬(wàn)元的Pre-A輪融資。
幾大潛力應(yīng)用推動(dòng)氮化鎵產(chǎn)業(yè)加速成長(zhǎng)
京東方華燦與晶通半導(dǎo)體的合作，瞄準(zhǔn)的是消費(fèi)類、AI數(shù)據(jù)中心、車用、光伏及儲(chǔ)能等市場(chǎng)的多元化需求。
其中，消費(fèi)電子是目前氮化鎵功率器件的主戰(zhàn)場(chǎng)，且正在由PD快充延伸至家電、智能手機(jī)等領(lǐng)域。具體而言，氮化鎵已經(jīng)在低功率的手機(jī)快速充電器中被大規(guī)模采用，下一步氮化鎵將進(jìn)入可靠性要求更為嚴(yán)格的筆電、家電電源等場(chǎng)景。
AI技術(shù)的演進(jìn)，帶動(dòng)算力需求持續(xù)攀升，CPU/GPU的功耗問(wèn)題日益顯著。為了應(yīng)對(duì)更高端的AI運(yùn)算，服務(wù)器電源的能效、功率密度必須進(jìn)一步提高，氮化鎵正在提升服務(wù)器電源能效、功率密度等方面扮演關(guān)鍵角色。
隨著新能源汽車市場(chǎng)的強(qiáng)勢(shì)崛起，碳化硅功率器件大放異彩，而氮化鎵的汽車應(yīng)用亦不斷吸引著業(yè)界關(guān)注，其中車載充電機(jī)（OBC）被視為最佳突破點(diǎn)。第一個(gè)符合車規(guī)級(jí)AEC-Q101標(biāo)準(zhǔn)的功率氮化鎵產(chǎn)品在2017年由Transphorm（現(xiàn)Renesas-瑞薩電子）發(fā)布，截至目前，已有多家廠商推出汽車級(jí)氮化鎵產(chǎn)品。
此外，在人形機(jī)器人等電機(jī)驅(qū)動(dòng)場(chǎng)景，氮化鎵的應(yīng)用潛力也正在逐漸浮現(xiàn)。相對(duì)工業(yè)機(jī)器人，人形機(jī)器人由于自由度大幅上升，對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的需求量大幅增加。人形機(jī)器人的關(guān)節(jié)模組承擔(dān)了主要的發(fā)力與制動(dòng)任務(wù)，為了獲得更高的爆發(fā)力，需要配置高功率密度、高效率、高響應(yīng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，氮化鎵技術(shù)因此受到關(guān)注，特別是在腿部等負(fù)載較高的部位。
根據(jù)TrendForce集邦咨詢最新《2024全球GaN Power Device市場(chǎng)分析報(bào)告》顯示，2023年全球氮化鎵功率元件市場(chǎng)規(guī)模約2.71億美元，至2030年有望上升至43.76億美元，CAGR（復(fù)合年增長(zhǎng)率）高達(dá)49%。其中非消費(fèi)類應(yīng)用比例預(yù)計(jì)會(huì)從2023年的23%上升至2030年的48%，汽車、數(shù)據(jù)中心和電機(jī)驅(qū)動(dòng)等場(chǎng)景為核心。
氮化鎵加速“上車”
目前看來(lái)，氮化鎵功率器件的多元化應(yīng)用趨勢(shì)已不可阻擋，未來(lái)具有較高能見(jiàn)度的應(yīng)用市場(chǎng)較多，但根據(jù)最新的產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)，氮化鎵車用探索似乎走的更遠(yuǎn)。
2024年12月，業(yè)內(nèi)披露了2起關(guān)于車用氮化鎵的合作，包括羅姆與臺(tái)積電合作開發(fā)車用氮化鎵器件、氮化鎵器件廠商VisIC與移動(dòng)技術(shù)公司AVL共同研發(fā)電動(dòng)汽車（EV）用高效率氮化鎵逆變器技術(shù)。
在火熱的新能源汽車市場(chǎng)，豐田、寶馬等車企以及氮化鎵產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)已開始將氮化鎵用于汽車場(chǎng)景，特別是在OBC和高壓直流轉(zhuǎn)換器等關(guān)鍵部位。有數(shù)據(jù)顯示，將氮化鎵器件應(yīng)用于新能源汽車的OBC、DC-DC轉(zhuǎn)換器等部件時(shí)，可在節(jié)能70%的同時(shí)使充電效率達(dá)到98%，增加5%續(xù)航。
隨著氮化鎵耐壓能力的進(jìn)一步提升，在可承受800V甚至1200V高電壓而又具備更高性價(jià)比時(shí)，氮化鎵車用范圍有望進(jìn)一步擴(kuò)大，進(jìn)而提高在新能源汽車市場(chǎng)滲透率。
小結(jié)
盡管氮化鎵產(chǎn)業(yè)未來(lái)將保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，但市場(chǎng)體量仍然較小，短期內(nèi)的發(fā)展阻力相對(duì)較大，有限的資源將更多流向重磅玩家，產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷整合期，在2024年誕生了多起收并購(gòu)事件。
除了并購(gòu)整合，攜手合作、共同開拓市場(chǎng)也是破局的可行之法，例如京東方華燦和晶通半導(dǎo)體的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，有利于實(shí)現(xiàn)降本增效和協(xié)同發(fā)展。展望2025年，氮化鎵產(chǎn)業(yè)或?qū)鞒龈嗪献飨灿崱＃ㄎ模杭罨衔锇雽?dǎo)體Zac）
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