从快充到数据中心 氮化镓应用加速扩围

　　AI浪(làng)潮驱动之下，数据中心和具身智能(néng)成为重(zhòng)要的(de)应用落点(diǎn)。对于新材料氮化(huà)镓（GaN）来 说，在消费电子快充场景之外，其应用市(shì)场也由此正快速拓维。

　　近日，宜普电源转换公司（EPC）首席执(zhí)行(xíng)官兼联合创始人Alex Lidow接受21世纪经(jīng)济报道记者专访时指出，随着AI数据中(zhōng)心发展(zhǎn)到更高密度阶(jiē)段，全球最大的AI服务
器公司主动找到EPC公
司寻(xún)求电源相关解决方案 。AI浪潮持续演(yǎn)进，令数据中心逐渐成为氮化镓一个重要的应用增(zēng)长极。

　　第三方机构集邦(bāng)咨询分析(xī)认为(wèi)，长(zhǎng)远来看，GaN功率(lǜ)半(bàn)导体市场的主要动力将来自电动汽车、数据中心(xīn)、电(diàn)机驱动等场景，受此驱动，全球GaN功(gōng)率元件市场规模预估(gū)从
2023年的2.71亿美元左右(yòu)上(shàng)升(shēng)至2030年的43.76亿美元，年复合增长率（CAGR）高(gāo)达49%。

　　大厂已经开始蠢蠢欲动(dòng)。21世纪经济报道记者(zhě)梳理发现(xiàn)，近两年发生(shēng)在氮(dàn从快充到数据中心 氮化镓应用加速扩围)化镓领域的国际收并(bìng)购案例增多，显示(shì)出行业间已经开(kāi)始在氮化镓更多产业环节方面(miàn)蓄力。

　　数据(jù)中(zhōng)心、人形机器(qì)人等领域(yù)，正为(wèi)近年来显(xiǎn)得发展缓慢的氮化镓市场打开更多增长空间。

　　Alex Lidow告诉21世纪经(jīng)济报道(dào)记者(zhě)，从氮化镓(jiā)整体(tǐ)应用市场看，AI服务器会是增速
很快的市场，对EPC公司(sī)来说(shuō)，2024年来自(zì)服务器市场(chǎng)的收入(rù)预计相(xiāng)比2023年将实现(xiàn)三倍同比(bǐ)增速，到2025年相关收入也会三倍(bèi)高于2024年。届时，AI服务器(qì)就会是(shì)EPC公司最大的下游应(yīng)用市场。

　　“高增速主要源于两方面：随着AI服务器功率密度持续提升，对(duì)电源转换的需求将倍速增长，以英伟达GPU产品为例，一年(nián)前其功率密度是300W，在今年达到800W，下一年预计将达到(dào)1700W；此外有相关需求的(de)公司也越来(lái)越多，上一年我们的所有客户只供货英伟达，这一(yī)年他们开始供(gōng)货给AMD和中国互(hù)联网头部公司，下一年微软、亚马逊、Meta、谷歌(gē)等AI服务(wù)器中的DC-DC转换器都将(jiāng)搭载我(wǒ)们的电源转换(huàn)产品(pǐn)。”他补(bǔ)充(chōng)分析(xī)道。

　　集邦咨询(xún)也分析道，在AI服务器高涨(zhǎng)的需求下，每个数据中心机(jī)柜的功率规格将从30~40kW推(tuī)高至100kW，芯片功耗的大幅上升需要服务器拥有更(gèng)高(gāo)的功(gōng)率(lǜ)密度和效能，GaN能够降低损耗、提高功率(lǜ)密度，已被视为AI数据中心从快充到数据中心 氮化镓应用加速扩围优化能源效率的关键技术之一，吸引了英飞凌、德州仪器（TI）、纳微(wēi)、英诺(nuò)赛(sài)科等玩(wán)家加入(rù)布局阵列。

　　据(jù)Alex Lidow介绍(shào)，中国市场对EPC来说(shuō)，最(zuì)大的(de)场景同(tóng)样来(lái)自AI服务(wù)器，其次是(shì)激光雷达，人形机器人目前收入贡献还几乎为(wèi)0，从快充到数据中心 氮化镓应用加速扩围但未来潜力巨(jù)大。

　　集邦(bāng)咨询研究发现，由于自由(yóu)度急 剧上升，人形(xíng)机器人对电机驱动器的需求(qiú)量(liàng)大(dà)幅增加，为了获(huò)得更高的爆发力(lì)，需(xū)要配置高功率密度、高(gāo)效率、高响应的电机驱动器，GaN恰恰能(néng)够(gòu)满足这(zhè)些需求，还可以在(zài)热管理、紧(jǐn)凑设计(jì)等(děng)方(fāng)面提高人形机器人的整体性能，优化整体(tǐ)设计。

　　Alex Lidow对记者分析，“我们需(xū)要把资源放在更有(yǒu)战略(lüè)性的(de)领域(yù)、选(xuǎn)择性布局。比如雷达和AI服务器都是高价值(zhí)场景，一旦产品中有(yǒu)一个器件失效，就会(huì)造成成千上万的损失。选择聚焦在利润更高(gāo)、难(nán)度更大的应(yīng)用场景探索，是因(yīn)为这类场景需要较长时间建立(lì)口碑和产品(pǐn)可靠性，后来者通常都需(xū)要(yào)一(yī)定时间追赶。”

　　伴随应用(yòng)场景逐渐扩大的，是国际功率半导体(tǐ)巨头在收并
购市场和资本市场的积极表现。

　　今年7月(yuè)，格(gé)芯（GlobalFoundries）宣布收(shōu)购Tagore Technology的功率氮化(huà)镓技术及知(zhī)识产权(quán)组合，后者(zhě)的工(gōng)程师团队将加入格芯(xīn)。6月，瑞萨电子(zi)（Renesas）宣(xuān)布完成对氮化镓功率(lǜ)半导体供应商Transphorm的收购，此后
瑞萨加速推进氮(dàn)化镓相关功率产品(pǐn)和(hé)参考设计。

　　5月，Power Integrations宣布与Odyssey达成收购协议，后(hòu)者是氮化镓(jiā)技术开发(fā)商，Power Integrations技术副总裁Radu Barsan指出，希望推动
MOSFET功(gōng)率器(qì)件方(fāng)面氮化镓模(mó)块和硅基模块的成本进(jìn)一步接近。

　　与此同(tóng)时，行业格局已经(jīng)在变(biàn)化。2023年10月，英飞凌宣布与GaN Systems签署协议(yì)，以8.3亿美元全现金交易的方式收购后者。这让英飞凌在氮化镓功 率器件市场直接进入全球第五。

　　资本市场方面(miàn)，纳微半导体2021年(nián)在(zài)美(měi)股上市(shì)，中国(guó)厂商英诺赛科近日已经在(zài)港股发
布招股书计划上市。

　　伴随行业开始(shǐ)出现整合迹象 ，产业界公(gōng)司的发展模式选择后续或许也将(jiāng)有所变动。目前氮化镓领域有IDM整合模式，也有代工+芯片设计合作模式，功率半导体大厂如英飞凌、意法半导体近些年都在加码自建氮化镓生(shēng)产工(gōng)厂 。

　　集邦咨询指出，从产业发展进程来看，Fabless（无晶圆厂，多指芯片设计(jì)）公司在过去一段时间里表现(xiàn)较为活跃(yuè)，但随着产业(yè)不断(duàn)整合以及应用市场逐步(bù)打开，未来 传统IDM大厂的话语权有望显著上升，为产业格局的未来图景带(dài)来新的(de)重大变数。

　　Alex Lidow则对21世纪经(jīng)济报道记者分析，在行(xíng)业发(fā)展初期，倘若(ruò)采用IDM模
式，前期需要自建产能并一步步扩充，在此过程中会面临较大(dà)的空置压力。“EPC目前采用(yòng)的是代工(gōng)模式，我们只是晶圆厂产能供应的一部(bù)分。这可以更好进行成本控制。”他续称(chēng)，但(dàn)倘(tǎng)若氮化镓市场发(fā)展到现在的十倍规模以(yǐ)后，采
用IDM模式将更为合理，因(yīn)为彼时有更大规模的需(xū)求支(zhī)撑产线需求，IDM模式将更(gèng)符合商业逻辑。

　　此外，不少(shǎo)IDM功率半(bàn)导体大厂对氮化镓和碳化硅这两类化合物半导体材料技术都态(tài)度积(jī)极，显示 出二者在该领(lǐng)域的广阔空间。

　　Alex Lidow告诉记者，在功率器件市场，碳(tàn)化硅会更多聚(jù)焦在600V以上市(shì)场，氮化镓则主要聚焦在650V以下场景，因此二者在光伏逆变器(qì)、车载充电(diàn)等领域会有一(yī)定交叉，但在大多(duō)数领域并不存在竞(jìng)争关系。在650V功率市场，氮化镓器件的典型应(yīng)用(yòng)场景就是各类快速充电、洗衣机和电视等电源(yuán)转换领域。

　　技术迭代方面，目前(qián)氮化镓的应用多以硅(guī)或碳化硅(guī)作为衬底(dǐ)、采用
氮化(huà)镓作为异质外延。Alex Lidow告诉记(jì)者，氮化镓衬底成(chéng)本(běn)极(jí)其高(gāo)昂(áng)，在1000V功率
以下(xià)的(de)应用市(shì)场(chǎng)，采用(yòng)氮化镓或硅材(cái)料作为衬底其性能(néng)差别(bié)实际并(bìng)不大；只是在1000~2000V高压领域，采用硅或氮(dàn)化镓衬底的性能才会有显著差别，但在该领域采用成(chéng)本更低(dī)的(de)碳化硅与(yǔ)用氮化镓作为衬底(dǐ)的氮(dàn)化镓器件差别不大，因(yīn)此以氮化镓为衬底的氮化镓器件也(yě)就没(méi)有(yǒu)太大发展(zhǎn)前途(tú)。

　　集(jí)邦咨询认为，经过几年的技术储备，GaN相关厂商目前在消费电子增量市场、电动汽车、光储(chǔ)充、数据中心 等市场都取得了更多实质性进展。预计非消费类(lèi)应(yīng)用(yòng)的比例将从2023年的(de)23%上升至2030年的48%。

责任编辑：公司观察

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