10月25日，英飛凌科技宣布完成收購氮化鎵系統公司（GaN Systems）。這家總部位于加拿大渥太華的公司，為英飛凌帶來了豐富的氮化鎵 (GaN) 功率轉換解決方案產品組合和領先的應用技術。已獲得所有必要的監管部門審批，交易結束后，GaN Systems已正式成為英飛凌的組成部分。

英飛凌科技首席執行官Jochen Hanebeck表示，“氮化鎵技術為打造更加低碳節能的解決方案掃清了障礙，有助于推動低碳化進程。收購GaN Systems將顯著推進公司的氮化鎵技術路線圖，并讓我們同時擁有所有主要的功率半導體技術，進一步增強英飛凌在功率系統領域的領導地位。我們歡迎GaN Systems的新同事加入英飛凌。”

目前，英飛凌共有450名氮化鎵技術專家和超過350個氮化鎵技術專利族，這進一步擴大了英飛凌在功率半導體領域的領先優勢，并將大幅縮短新產品上市周期。英飛凌和GaN Systems在知識產權、對應用的深刻理解以及成熟的客戶項目規劃方面優勢互補，這為英飛凌滿足各種快速增長的應用需求創造了極為有利的條件。

2023年3月2日，英飛凌和GaN Systems聯合宣布，雙方已簽署最終協議。根據該協議，英飛凌將斥資8.3億美元收購GaN Systems。這筆“全現金”收購交易是使用現有的流動資金來完成的。


氮化鎵應用不斷擴大

氮化鎵（GaN）是第三代半導體的主要代表材料之一，憑借寬禁帶、高頻率、低損耗、抗輻射強等特性優勢，氮化鎵可以滿足各種應用場景對高效率、低能耗、高性價比的要求，可廣泛應用于LED、激光器、太陽能電池、無線通訊、快充、工業和汽車等領域。

從特性上看，氮化鎵的禁帶寬度為3.4eV，大于GaAs（1.424eV）和SiC（3.3eV），這使得GaN具有更高的擊穿電壓和熱穩定性，使得氮化鎵在高溫、高頻、高功率電子器件中具有更好的性能；氮化鎵的電子遷移率高達2000cm2/Vs，比GaAs和Si的電子遷移率更高，使得氮化鎵在高頻器件中具有更高的電子速度和更低的導通損耗。

近年來，隨著性能的提升，氮化鎵的應用范圍不斷擴大，目前氮化鎵的應用市場正從消費電子市場，向數據中心、可再生能源甚至新能源汽車市場擴充。英飛凌認為，未來GaN的全球使用量將會大大超過SiC，并且在多個領域取代SiC的應用，尤其是到了2030年。

據市場研究機構TrendForce集邦咨詢顯示，到2026年，全球GaN功率元件市場規模將從2022年的1.8億美金成長到13.3億美金，復合增長率高達65%。


撬動千億市場

氮化鎵目前與新能源汽車、光伏、5G、消費快充等下游領域深度綁定。2017年-2021年，氮化鎵市場規模從78.7億元提高至358.3億元，年復合增長率40.1%。

根據數據，有相關機構指出，隨著氮化鎵在新能源汽車應用滲透率提升，及在垃圾處理領域等應用的拓展，預計到2026年氮化鎵市場規模將增長至1029.7億元，年復合增長率27.7%。

另外，在A股市場，看好氮化鎵的邏輯有以下3點：

第一、技術優勢：相比傳統的硅材料，氮化鎵具有更高的電子遷移率和更低的電阻率，能夠實現更高的工作頻率和更低的功耗。這使得氮化鎵在5G通信、物聯網、人工智能等領域具有巨大的應用潛力。

第二、市場需求：隨著5G網絡的快速發展和智能設備的普及，對高頻電子器件和功率器件的需求不斷增加。而且氮化鎵作為一種理想的材料，能夠滿足高頻和高功率的需求，因此市場需求將持續增長。

第三、政策支持：我國一直重視半導體產業的發展，并出臺了一系列支持政策，這將為氮化鎵產業提供良好的政策環境和市場機遇。


氮化鎵引發一場爭奪戰？

氮化鎵市場規模逐漸增長，未來前景可期。與此同時，強烈的需求正驅動著許多廠商爭先布局，包括英飛凌、BelGaN、DB Hi-Tech、Transphorm、三星電子、英諾賽科、三安光電、賽微電子、華潤微、珠海鎵未來等廠商正在擴充生產線，加速部署氮化鎵產品應用落地。

從近期部分廠商動態來看，英飛凌除了收購GaN Systems，還宣布斥資20億歐元對碳化硅和氮化鎵進行擴產；BelGaN通過收購Onsemi位于比利時的6英寸晶圓廠，計劃將其改造成氮化鎵代工廠。

瑞典公司SweGaN3月宣布正在瑞典林雪平的創新材料集群建設一個新總部，包括一個大規模的半導體生產設施，該項目計劃于今年第二季度末完成，將部署創新制造工藝，以大批量生產下一代GaN-on-SiC工程外延晶圓，預計年產能將高達4萬片4/6英寸外延片。

據韓國媒體《BusinessKorea 》7月報導，三星電子即將進軍氮化鎵 （GaN）市場，目的是為了滿足汽車領域對功率半導體的需求。報導引用知情人士的說法指出，三星電子在韓國、美國舉辦的“2023三星晶圓代工論壇”活動宣布，將在2025年起，為消費級、資料中心和汽車應用提供8寸氮化鎵晶圓代工服務。

9月，東科半導體與北京大學共同組建的第三代半導體聯合研發中心正式揭牌成立。該研發中心將瞄準國家和產業發展全局的創新需求，以第三代半導體氮化鎵關鍵核心技術和重大應用研發為核心使命，重點突破材料、器件、工藝技術瓶頸，增強東科半導體在第三代半導體技術上的創新能力和市場主導力。

同月，中國科學院深圳先進技術研究院光子信息與能源材料研究中心與深圳市納設智能裝備有限公司成立了先進材料聯合實驗室，推進產學研深度融合。雙方除了著重于工藝和設備的合作外，聯合實驗室還將對其他半導體先進材料進行研究，如氮化鋁、氮化鎵、石墨烯等先進材料生長設備及工藝。

10月中旬，格芯宣布已獲得美國提供的3500萬美元聯邦資金，以加速其位于佛蒙特州Essex Junction的工廠在硅半導體上制造差異化氮化鎵（GaN）芯片。格芯總裁兼CEO Thomas Caulfield表示：“硅基氮化鎵是新興市場高性能射頻、高壓功率開關和控制應用的理想技術，對于6G無線通信、工業物聯網和電動汽車非常重要。”

市場接受度和行業景氣度不斷攀升

目前，氮化鎵已經擁有了足夠廣闊的應用空間。作為第三代半導體新技術，也是全球各國爭相角逐的市場，并且市面上已經形成了多股氮化鎵代表勢力，氮化鎵的市場接受度和行業景氣度正在不斷攀升，技術革新也在不斷推進。

同時，隨著5G通信生態、AIGC、云計算、大數據等新興技術的快速發展，高速、高效、高能的半導體器件需求將日益增加，氮化鎵器件作為重要的功率和射頻器件，將具備廣闊的發展前景。同時，隨著新基建、新能源、新消費等領域的持續推進，氮化鎵器件將在太陽能逆變器、風力發電、新能源汽車等方面得到廣泛應用。

因此，伴隨5G通信和消費電子業務的確定性增長、新能源賽道與數據中心的集中爆發，未來3-5年氮化鎵器件將在5G通信基站、高功率電源、新能源汽車、數據中心等領域出現較快增長。

可以說，氮化鎵在性能、效率、能耗、尺寸等方面較市場主流的硅功率器件均有顯著數量級的提升，但其發展也面臨著許多問題。一方面，氮化鎵是自然界沒有的物質，完全要靠人工合成。氮化鎵沒有液態，因此不能使用單晶硅生產工藝的直拉法拉出單晶，純靠氣體反應合成。另一方面，由于反應時間長，速度慢，反應副產物多，設備要求苛刻，技術異常復雜，產能極低，導致氮化鎵單晶材料極其難得。但是目前來看，缺點在于產品成本很高，不利于大批量生產。

期待氮化鎵產業快速增長的同時，要想氮化鎵產能提升、成本控制并形成完全產業鏈，所面對的挑戰也不容小覷。目前，我國多個科研團隊已經開始著手攻克相關難題，期待我國憑借氮化鎵等材料技術優勢，早日實現第三代半導體真正自主可控。