六年增長近20倍，英飛凌提前“下注”，中國將是GaN消費驅動力
英飛凌PSS 部門總裁Adam White先生首先解釋了GaN的市場規模和增長速度。據法國市場研究公司Yole Group預測，2022-2027年功率應用GaN器件市場將以56%的復合年增長率（CAGR）快速擴張，2027年規模將達到20億美元 未來五年累計市場潛力超過60億美元。
在展示了硅、SiC（碳化硅）和 GaN的對比圖后，White 先生說，“雖然 GaN 仍然是一個年輕的市場，但它正呈現出未來最高的增長速度。GaN 的主要特征是：其卓越的開關性能可實現高功率效率并以緊湊的外形降低系統成本。GaN 市場明顯加速發展，幾個關鍵應用已經達到或正在接近該臨界點。”White 解釋說。
英飛凌收購GaN制造商
關于通過收購形成的互補關系，英特爾PSS 部門首席財務官Ulrich Pelzer先生表示，“由于 GaN 晶體管是通過外延工藝在硅晶圓上生長的，硅晶圓已商品化且容易獲得，因此競爭差異化并不取決于基礎材料的供應。”“英飛凌有與外延和前端設備處理相關的重要 IP，其中添加了 GaN Systems 的產品和封裝，”他說。他補充說：“為了在系統級實現 GaN 的優勢，需要特定的拓撲結構和封裝。英飛凌加入 GaN Systems 的專業知識將實現創新解決方案，包括邏輯功能的單片集成。這將加速創建公司極具競爭力的產品。
在整合GaN Systems后，英飛凌將擁有超過350個與GaN功率器件相關的IP，是其競爭對手的六到七倍。此外，研發 (R&D) 團隊將超過 450 人，研發預算將達到每年數千萬美元。對于顯著縮短 GaN 產品的上市時間和利用從各種用例中獲得的見解。
英飛凌目前部署了自己的 GaN 功率器件“CoolGaN”，但 GaN Systems 產品的加入將使 GaN 器件的數量增加一倍，在消費、工業和汽車應用中有超過 2000 種有源器件，該產品將提供給客戶。此外，這些應用中的設計機會管道將增加一倍以上，達到 30 億歐元。
White 表示：“此次收購將創造領先的 IP 組合、‘一流’的研發能力和一流的應用理解。同樣重要的是晶圓代工和內部制造能力的結合。GaN Systems 將為提高 GaN 市場的競爭力做出重大貢獻，并鞏固英飛凌作為電源系統領導者的地位。”
此次收購預計將以現金交易方式進行。該交易取決于包括監管部門批準在內的成交條件，但該公司預計該交易將在 2023 年內完成。
GaN器件前景不可小覷
市場研究公司 Yole 預測，GaN 功率器件市場將從 2021 年的 1.26 億美元增長到 2027 年 20 億美元的，期間的年復合年增長率（CAGR）高達的59% 。
據Yole介紹，消費電源、數據通信/電信和汽車將成為氮化鎵市場的主要推動力。談們指出，消費 GaN 快速充電器目前正在為手機市場增長。2020年以來，搭載Power Integrations、Navitas Semiconductor、GaN Systems等產品的小型快速充電器在美國的銷量暴漲，而專門從事8英寸GaN制造的Innoscience也在這個市場迅速崛起，并逐漸成為市場的重要角色。為此Yole 預測，消費電力市場將以 52% 的復合年增長率繼續增長，到 2027 年將增長到 9.16 億美元。
另一方面，從功率效率的角度來看，預計數據通信/電信市場在中期內將變得更加普遍。特別是隨著數據中心采用 48V-Point-Of-Load（48V 至 POL 直接電壓轉換）系統的進展，有望將其推廣應用于低壓應用。Transphorm、EPC、德州儀器、英飛凌科技和GaN Systems 等也已經在這些市場發力。據Yole 預計，這個市場將繼續以 69% 的復合年增長率增長，并在 2027 年達到 6.18 億美元。
2021年車用GaN功率器件市場規模為530萬美元，但由于汽車電氣/電子（E/E）轉換的快速發展，從今年到2027年，這個市場將以99%的復合年增長率增長，預計將增長至規模2.27億美元。其中，車載 DC-DC 轉換器和車載充電器 (OBC) 預計將迎來下一波增長。
據 Yole 稱，GaN 供應鏈的新進入者變小非常突出。例如，ROHM 為電信/數據通信應用提供 150V GaN 產品。BelGaN 是一家新的比利時 GaN 代工廠，他們最近收購了 onsemi 在該國的傳統晶圓廠。在資金方面，納微通過SPAC宣布與Live Oak Acquisition簽署了價值10.4億美元的交易。
在中國，GaN 廠商的投資也正在增加。例如，Innoscience 計劃投資超過 4 億美元，到 2025 年將其目前每月 10,000 片晶圓（200mm 晶圓）的產能擴大到 70,000 片晶圓。中國國內的 GaN 功率器件供應鏈是專門為消費市場打造的。
據說，隨著 8 英寸晶圓的進步和供應鏈的整合，GaN 的制造成本正在下降。最重要的是，在構成大部分成本的外延工藝中，可以使用本地生產或外包。這正在成為一個重點。
中國市場將是最強的消費驅動
到目前為止，消費領域一直是 OEM 采用 GaN 的主要驅動力，這要歸功于材料的成本和效率優勢，而且這種趨勢預計不會放緩。Yole Intelligence 預測，功率 GaN 市場的消費應用預計將從 2021 年的 7960 萬美元增長到 2027 年的 9.647 億美元，復合年增長率為 52%。到 2027 年，消費行業將占整個行業的 48%。
由于對更快、更便宜和更環保的電子設備供電的需求，快速充電一直是推動這種采用的主要應用。
借助 GaN，智能手機制造商可以制造外殼尺寸更小且性價比更高的充電器。盡管基于 GaN 的器件的單價比硅貴，但更高的頻率和更高的功率密度值導致每瓦美元更低。比較三星的硅基和 GaN 基充電器有助于證明這一點：三星的 45W Si 快速充電器的功率密度為 0.55W/cm3；而其 45W 基于 GaN 的充電器擁有 0.76w/cm3的功率密度，占地面積縮小了近 30%。
小米、vivo、聯想、OnePlus Technology 和 Nubia 等中國 OEM 只是報告中提到的過去兩年發布快速充電器的少數幾家公司。
雖然其他地區的電子 OEM 擁有 GaN 快速充電產品，例如蘋果（美國）和三星（韓國），但在該地區卓越的制造能力和專用供應鏈的支持下，中國 OEM 的數量要多得多，這使得該地區能夠在功率 GaN 消費領域占據主導地位。自 2021 年以來，中國國內供應鏈已經能夠以自下而上的方式支持氮化鎵大批量出貨。該地區是最大的消費品市場之一，這種需求推動了集成設備制造商 (IDM) 的發展，代工廠和包裝商/OSAT。
英諾賽科（Innoscience）和三安集成電路是功率GaN生態系統中的兩個重要的中國參與者，有助于推動中國的領先地位。Innoscience是全球最大的專注于GaN技術的8英寸IDM；而三安集成電路是一家化合物半導體晶圓代工企業，為高效電源設計提供GaN代工服務。
圍繞氮化鎵消費領域，其他即將推出的應用包括音頻設備，例如 D 類音頻放大器，這在未來幾年可能會占用少量業務。然而，預計快速充電器將成為預測期內消費市場的主要驅動力。
