氮化鎵器件應(yīng)用場(chǎng)景豐富

• 薛圳揚(yáng) 2024年5月30日 來源：中研網(wǎng) 1060 67
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氮化鎵作為第三代半導(dǎo)體材料，有更高的禁帶寬度，是迄今理論上電光、光電轉(zhuǎn)換效率最高的材料體系，下游應(yīng)用包括微波射頻器件(通信基站等)，電力電子器件(電源等)，光電器件(LED照明、激光等)。

一、氮化鎵應(yīng)用場(chǎng)景

氮化鎵作為第三代半導(dǎo)體材料，有更高的禁帶寬度，是迄今理論上電光、光電轉(zhuǎn)換效率最高的材料體系，下游應(yīng)用包括微波射頻器件(通信基站等)，電力電子器件(電源等)，光電器件(LED照明、激光等)。

電力電子領(lǐng)域具體應(yīng)用有智能電網(wǎng)、工業(yè)電機(jī)、新能源汽車、電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，代表企業(yè)為英諾賽科、蘇州能訊等;射頻電子領(lǐng)域包括衛(wèi)星通訊、移動(dòng)終端、國(guó)防軍工、無線通信基站，代表企業(yè)為英諾賽科、華潤(rùn)微電子旗下的大連芯冠等;光電子領(lǐng)域包括消菌殺毒、激光顯示、LED照明、LED顯示，代表企業(yè)為三安光電等。氮化鎵應(yīng)用場(chǎng)景豐富且未來還將持續(xù)拓展。

圖表：氮化鎵功率器件在下游的應(yīng)用領(lǐng)域

資料來源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理

二、國(guó)內(nèi)GaN微波射頻市場(chǎng)狀況

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院撰寫的《2024-2029年中國(guó)SiC和GaN功率器件行業(yè)市場(chǎng)環(huán)境與投資分析報(bào)告》顯示：

由于在高頻、高溫領(lǐng)域有較大優(yōu)勢(shì)，GaN射頻器件市場(chǎng)由國(guó)防(大功率雷達(dá)、衛(wèi)星)以及5G電信基礎(chǔ)設(shè)施等應(yīng)用為主導(dǎo)。

圖表：2022年我國(guó)GaN射頻器件應(yīng)用市場(chǎng)結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)來源：CASA Research，中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理

微波射頻也是重要的第三代半導(dǎo)體應(yīng)用市場(chǎng)。據(jù)CASA Research統(tǒng)計(jì)，2022年國(guó)內(nèi)GaN微波射頻器件市場(chǎng)規(guī)模為88.6億元，較上年同比增長(zhǎng)20.9%。

圖表：2019—2022年我國(guó)GaN射頻器件應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模

數(shù)據(jù)來源：CASA Research，中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理

5G基站建設(shè)是影響GaN微波射頻器件市場(chǎng)規(guī)模變化的主要因素，2022年中國(guó)新建5G基站88.7萬個(gè)，加上海外出口，帶動(dòng)無線基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的GaN微波射頻市場(chǎng)達(dá)50億元。未來隨著毫米波頻段使用許可的發(fā)放，毫米波基站將有望開始大規(guī)模部署，中國(guó)有望成為全球最大的毫米波市場(chǎng)，GaN微波射頻產(chǎn)品會(huì)迎來新的增長(zhǎng)點(diǎn)。

三、國(guó)內(nèi)GaN功率器件市場(chǎng)狀況

由于GaN材料電子漂移飽和速度高，擊穿場(chǎng)強(qiáng)大，目前硅基GaN功率器件具有高反向關(guān)斷電壓、更高的工作頻率和更低的導(dǎo)通電阻等特性，可使電源做的更小，效率更高，更高的功率密度。在開關(guān)電源、電動(dòng)汽車、光伏發(fā)電、UPS、數(shù)據(jù)中心、無線充電，芯片處理器等應(yīng)用具有非常好的前景。

受益于消費(fèi)電子、新能源車、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域全面滲透，預(yù)計(jì)到2026年我國(guó)GaN功率器件應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到158.4億元。

圖表：2019—2026年我國(guó)GaN功率器件應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模

數(shù)據(jù)來源：CASA Research，中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理

在消費(fèi)電子領(lǐng)域，GaN功率器件在消費(fèi)電子中主要用于快速充電、無線充電、過電壓保護(hù)OVP等場(chǎng)景。相比傳統(tǒng)硅器件，氮化鎵快充體積小重量輕，在顯著提升充電速度的同時(shí)，能夠降低系統(tǒng)待機(jī)的電量消耗。伴隨其性能優(yōu)化、產(chǎn)能提升和成本控制，氮化鎵快充有望實(shí)現(xiàn)快速滲透。

在汽車電子領(lǐng)域，GaN功率器件在電動(dòng)汽車中主要用于車載充電器OBC、DC-DC/DC-AC及電機(jī)控制。與傳統(tǒng)硅材料相比，搭載氮化鎵器件提高車載充電系統(tǒng)效率，同時(shí)減輕車載散熱系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)并增加電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。汽車電動(dòng)化對(duì)功率器件的要求不斷提升，有望推動(dòng)GaN功率半導(dǎo)體上車放量。

在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，GaN功率器件在數(shù)據(jù)中心中主要用于PSU電源供應(yīng)單元中。與傳統(tǒng)硅材料相比，搭載氮化鎵功率器件可以提升系統(tǒng)效率、提高計(jì)算性能、降低設(shè)備的冷卻成本。伴隨數(shù)據(jù)中心能耗管理需求大幅提高，有望持續(xù)拉動(dòng)GaN功率器件需求。

四、氮化鎵產(chǎn)業(yè)鏈參與者

GaN產(chǎn)業(yè)鏈玩家的分類和SiC類似，GaN功率半導(dǎo)體全球布局方面，海外企業(yè)在技術(shù)及產(chǎn)能上均有較高的領(lǐng)先地位。海外龍頭企業(yè)以IDM模式為主，主要包括德國(guó)英飛凌、美國(guó)Qorvo等。

目前，國(guó)內(nèi)GaN產(chǎn)業(yè)鏈也在加速布局中，成長(zhǎng)較為迅速，國(guó)內(nèi)企業(yè)在襯底、外延、設(shè)計(jì)、制造等領(lǐng)域均已實(shí)現(xiàn)布局，其中包括GaN襯底制造商蘇州納維、東莞中鎵;外延制造商晶湛半導(dǎo)體、江蘇能華;設(shè)計(jì)企業(yè)安譜隆、海思半導(dǎo)體;制造企業(yè)三安集成、海威華芯等。此外，新進(jìn)入廠商不只有傳統(tǒng)功率半導(dǎo)體廠商，更多地是做射頻器件出身或者有軍工背景的企業(yè)進(jìn)入GaN領(lǐng)域，如主營(yíng)軍工電子的亞光科技，主營(yíng)TR組件及射頻模組的國(guó)博電子。

欲了解更多行業(yè)的市場(chǎng)數(shù)據(jù)及未來行業(yè)投資前景，請(qǐng)點(diǎn)擊查看中研普華產(chǎn)業(yè)研究院報(bào)告《2024-2029年中國(guó)SiC和GaN功率器件行業(yè)市場(chǎng)環(huán)境與投資分析報(bào)告》。

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