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昨日，英飛凌宣布已成功開發(fā)出全球首個12英寸功率氮化鎵GaN晶圓技術(shù)，并計劃在今年的德國慕尼黑展上向公眾展示首批12英寸GaN晶圓。

據(jù)英飛凌介紹，12英寸晶圓上的芯片生產(chǎn)在技術(shù)上更先進，效率也有顯著提高，相較于8英寸晶圓，單晶圓可容納2.3倍的芯片數(shù)量。

▲圖源：包圖網(wǎng)

英飛凌12英寸GaN技術(shù)的一大優(yōu)勢在于，它可以利用現(xiàn)有的12英寸硅基生產(chǎn)線進行生產(chǎn)，無需重建工廠，極大提高了生產(chǎn)靈活性。

此次英飛凌的實驗就是利用其位于奧地利的一條現(xiàn)有的12英寸硅基生產(chǎn)線成功制造出了12英寸的GaN晶圓。

▲圖源：英飛凌官網(wǎng)

這意味著，不需要重建新的工廠，英飛凌就能迅速地根據(jù)市場需求擴大其GaN產(chǎn)能。

同時，12英寸GaN晶圓的全面量產(chǎn)，將有助于實現(xiàn)GaN與Si在相同R_DS(on)時，在成本上實現(xiàn)一致。

也就是說，日后，GaN產(chǎn)品的價格將有望與Si產(chǎn)品持平。

01收購GaN Systems，精準布局

GaN作為第三代半導體材料，與傳統(tǒng)硅基相比，具備更高的導電性、更低的開關(guān)損耗以及更小的尺寸和重量。

由于這些優(yōu)點，GaN特別適用于高頻、高壓、高溫等苛刻環(huán)境，因此在諸如5G基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)中心、電動汽車、可再生能源和工業(yè)自動化領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。

12英寸GaN晶圓帶來的產(chǎn)量提升以及與硅基器件成本持平的價格將進一步推動GaN技術(shù)在更多領(lǐng)域的應(yīng)用，以及其市場更快速的擴張。

▲圖源：英飛凌官網(wǎng)

實際上，英飛凌近年來在GaN領(lǐng)域的布局早已開始。

去年，英飛凌就以8.3億美元的價格收購了加拿大的氮化鎵系統(tǒng)公司(GaN Systems)。

后者彼時在GaN市場擁有15%的市占率，其產(chǎn)品主要以650V和100V氮化鎵為主，是少有的同時具有高壓和低壓產(chǎn)品線的廠商，并且是當時僅有的兩家銷售高功率應(yīng)用的氮化鎵廠商。

此次收購幫助英飛凌迅速填補其在功率氮化鎵市場中的空缺，完善了其功率器件的產(chǎn)品線，并使得其在功率氮化鎵的市占率上升到了16%，進一步鞏固了其在功率半導體市場的龍頭地位。

事后來看，英飛凌的眼光毒辣，布局精準。

▲功率GaN器件市場趨勢(圖源：Yole Group)

在2023年整個半導體行業(yè)下滑約 8.2%的時候，功率GaN市場收入?yún)s實現(xiàn)了驚人的41%的逆增長。

根據(jù) Yole Group 的季度市場監(jiān)測報告，這一增長勢頭將在 2024 年繼續(xù)，增幅達 45%，到 2025 年將加速至 65%。預計 2023-2029 年期間收入將以 46% 的復合年增長率 (CAGR) 增長。

02瑞薩進軍GaN賽道，行業(yè)競爭愈發(fā)激烈

雖然英飛凌在GaN技術(shù)上取得了重要突破，但市場競爭依然激烈。其他主要競爭者也在加速布局氮化鎵技術(shù)。

今年6月，瑞薩就通過完成對Transphorm的收購，正式進入氮化鎵(GaN)功率半導體賽道。

Transphorm是一家全球領(lǐng)先的氮化鎵（GaN）功率半導體供應(yīng)商，專注于設(shè)計、制造和銷售用于高壓電源轉(zhuǎn)換應(yīng)用的高性能、高可靠性的GaN半導體功率器件。其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于多個市場領(lǐng)域，包括基礎(chǔ)設(shè)施和IT、消費和計算、泛工業(yè)領(lǐng)域、汽車以及5G等。

瑞薩本就是全球主要芯片供應(yīng)商之一，此次收購后，瑞薩將采用Transphorm的汽車級GaN技術(shù)來開發(fā)新的增強型電源解決方案，例如用于電動汽車的X-in-1動力總成解決方案，以及面向計算、能源、工業(yè)和消費應(yīng)用的解決方案。

▲圖源：包圖網(wǎng)

與此同時，英諾賽科(Innoscience)在2023年保持了全球GaN市場的領(lǐng)導地位，占據(jù)了31%的市場份額。其主要專注于快充和消費電子市場，依托8英寸晶圓的量產(chǎn)，確保了在中低功率市場中的成本優(yōu)勢。同時，英諾賽科正在逐步進軍汽車和工業(yè)領(lǐng)域，擴大其業(yè)務(wù)覆蓋面。

Power Integrations(PI)則憑借其PowiGaN技術(shù)在快充和家電市場中占據(jù)了重要位置。PI的InnoSwitch系列產(chǎn)品以高效的AC-DC電源轉(zhuǎn)換技術(shù)聞名，廣泛應(yīng)用于多個行業(yè)，特別是在追求高集成度和低成本的市場中表現(xiàn)突出。

▲圖源：pixabay

Navitas在快充市場的表現(xiàn)同樣搶眼，其GaNFast技術(shù)已經(jīng)成為多個智能手機和筆記本品牌的核心快充方案。通過收購GeneSiC，Navitas成功擴展了其在碳化硅(SiC)市場的業(yè)務(wù)，并進一步增強了其在電動汽車和高功率應(yīng)用市場中的競爭力。

ROHM也同樣通過其EcoGaN系列產(chǎn)品進入了GaN市場，特別是在150V和650V功率器件領(lǐng)域表現(xiàn)出色。ROHM專注于開發(fā)小型化和高效率的GaN功率器件，目標市場涵蓋電動汽車、可再生能源和工業(yè)設(shè)備。

03GaN未來能否打破成本瓶頸?

未來，氮化鎵(GaN)技術(shù)的普及取決于是否能夠有效突破成本和工藝瓶頸。如果GaN的成本能夠與硅基功率器件相當，它將徹底改變電動汽車、5G、數(shù)據(jù)中心等高功率應(yīng)用領(lǐng)域。

英飛凌憑借12英寸GaN工藝的創(chuàng)新，確實走在了前面，但這并不意味著其他玩家就會落后。

氮化鎵技術(shù)正處于快速發(fā)展期，各大廠商紛紛投入巨資進行技術(shù)突破和市場擴展。今年瑞薩通過收購Transphorm進入GaN市場就說明，未來，可能會有更多的IDM公司將通過收購和內(nèi)部技術(shù)開發(fā)進入氮化鎵市場，市場競爭將越來越激烈。

未來的技術(shù)路線圖可能不會只有氮化鎵（GaN）一條，碳化硅(SiC)等材料同樣會爭奪市場份額。真正有優(yōu)勢的公司，不僅僅是技術(shù)領(lǐng)先，更要在生產(chǎn)工藝、規(guī)模化能力和成本控制上找到平衡點。

簡單來說，未來的功率半導體市場，誰能最快把新材料技術(shù)做到“平民化”，誰就可能在這場激烈的競爭中脫穎而出。市場最終選擇的，可能不是技術(shù)最前沿的產(chǎn)品，而是技術(shù)與成本結(jié)合最好的產(chǎn)品。