爆賣！這類芯片，營收連續翻倍爆賺
隨著市場需求的急劇增長，氮化鎵正從低功率場景向中高功率場景不斷延伸。
最近，芯八哥“走進產業鏈”欄目記者采訪了國內氮化鎵領域的新銳企業鎵未來的銷售總經理曾晨，探討在以氮化鎵等為代表的第三代半導體蓬勃發展的背景下，當前鎵未來在氮化鎵全場景功率段的快速發展之道。
據了解，鎵未來成立于2020年，專注寬禁帶半導體氮化鎵功率器件在電力電子領域的應用。近年來，公司的發展勢頭愈發亮眼，已研發出了650V、900V系列多款小功率（<300W）、中功率（300W~1kW）和大功率（1kW~10kW）GaN功率器件，廣泛應用于消費電子、電動工具、數據中心、便攜儲能、微型逆變器、電動汽車、智能電網和工業市場等領域。
氮化鎵價值量不斷提升，公司PD快充已在聯想等大客戶中批量出貨
作為第三代半導體材料的杰出代表，氮化鎵功率芯片能夠使充電器具備充電效率高、散熱快、體積小巧等明顯優勢，能夠滿足消費電子市場對電源產品小型化、快速化及低發熱的強烈需求。 從2018年開始，氮化鎵快充充電器開始進入國內市場，隨后在2020年左右在手機快充領域得到爆發性應用，實現了氮化鎵產業的第一個小高峰。發展到現在，氮化鎵充電器在體積越來越小的同時功率越來越大，從最初的 5W到現在早已超過300W，而氮化鎵芯片使用量也由1顆增加至2-4顆，價值量提升了1-3倍。 在小功率場景方面，鎵未來針對市場需求已經推出了33W、65W、120W、140W、200W、240W、330W等多個系列的650V GaN芯片，并且已經在消費電子PD快充、適配器等領域實現了大批量出貨。 以140W PD快充為例，該方案采用鎵未來的1顆G1N65R150PB +2顆 G1N65R240PB氮化鎵芯片，以 PFC+AHB的架構進行拓撲和控制，輸入電壓范圍為90~264Vac，輸出為28V/5A、20V/7A，峰值效率可達95.08%，尺寸為57mm x 57mm x 24mm，功率密度1.79W/cm3(PCBA)，在滿足市場高頻率小型化需求的同時，與類似Si-MOS方案相比體積能夠減少70%，效率提高2%。 鎵未來140W PD快充方案 資料來源：鎵未來
硅現在的發展已經達到了物理極限，在很多要求高轉換效率以及小體積的場景上，硅所能發揮的作用就已經不是特別多了，所以這一部分就需要用氮化鎵來進行迭代與升級。鎵未來小功率主要分為手機、筆記本適配器、兩輪電動車等幾個大的細分場景，在未來還會有家電的適配器也會陸續被氮化鎵所替代，也是一塊非常大的市場。 曾晨介紹道， 從產品來看，目前鎵未來小功率的產品很多，其中今年出貨量比較大的是140W的產品，僅用300W原裝適配器1/4的體積和1/3重量實現了80%的用戶實際使用性能，和Apple 140W氮化家適配器相比，體積更是縮小了35%。目前該系列產品已經在聯想的高配置游戲本上批量應用。去年它配的是135W納微半導體的器件，和納微半導體相比，我們的產品在待機功耗更低的同時，充電頭效率也更高。
小中大功率段全覆蓋，產品已在光伏/儲能領域位于行業前列
憑借高功率、低損耗與高頻率的優良特性，氮化鎵在消費市場的快速普及后，為其進軍光伏/儲能、數據中心/服務器、新能源汽車等新興領域掃清了發展障礙，并且在整個電力電子領域已經全面鋪開。 其中，在光伏/儲能領域，GaN功率IC在光伏發電中主要用于逆變器和配套儲能中，能夠有效提升光伏發電效率，并且能使儲能系統實現低轉換損耗；在數據中心領域，GaN通過減少運營支出并降低二氧化碳排放量，實現更可持續的業務。行業內包括浪潮信息、華為、超聚變等知名供應廠商均已采用GaN技術，設計具有更高功率密度、能效表現更好的電源供應器；在新能源汽車領域，GaN功率IC在汽車中主要用于OBC車載充電器、DC-DC轉換器、BMS電池管理系統、主驅逆變、激光雷達等方面，行業內包括寶馬等主機廠以及緯湃科技等Tier1廠商都已經在積極布局相關應用，10億元左右的氮化鎵大單開始陸續出現。 氮化鎵主要功率段及應用場景 資料來源：鎵未來
在中大功率場景方面，鎵未來針對光伏/儲能、數據中心/服務器、新能源汽車等新興領域的市場需求也研發出了一系列GaN芯片。 具體來看，在光伏儲能領域，鎵未來已經推出了2000W的儲能雙向逆變器，拓撲結構為圖騰柱無橋 PFC + 全橋 LLC 軟開關 + SR 同步整流，通過G1N65R035TB *2+ G1N65R150TA *4的GaN芯片，能夠實現整流95.5%/逆變94.5%的峰值效率以及1.33W/cm3的功率密度；在數據中心/服務器領域，公司已經推出2500W的服務器電源以及3600W的算力電源產品。其中,后者采用2顆G1N65R035TB氮化鎵芯片，輸入電壓為180~300Vac，輸出為11.5~15.5V/240A，最高峰值效率可達96.5%；而在新能源汽車領域，公司已經研發出車載雙向DC-DC變壓器，采用Buck/Boost + 全橋 FRC * 拓卜 +SR 同步整流的架構，搭載了2 顆 G1N90R270TA氮化鎵芯片，Buck/Boost 開關頻率可達65kHz，而FRC 諧振頻率為140KHz，不管是在降壓模式還是在升壓模式下，效率都位于行業前列。 曾晨指出： 鎵未來是中國唯一一家的從小功率到大功率都有完整技術路線的公司。市場上大部分的氮化鎵企業都是小功率產品出貨，但是對我們公司來說，我們的大功率產品卻超過小功率產品，出貨量占比已經達到40%多。在應用場景上，除了消費電子外，我們在工業、光伏/儲能、服務器等各個應用領域都已在不斷的在挖掘客戶的場景需求。比如說，在儲能領域，我們擁有2000W的儲能雙向逆變器，目前市面上氮化鎵方案的雙向儲能逆變設備我們的占有率目前是第一位。此外，我們還做了覆蓋1000W-2000W功率段的微型逆變器，主要應用在歐美家儲市場上，目前正在緊密部署，未來會大規模上量；而在服務器電源領域，目前3600W的算力電源我們已經實現了出貨，由于整個行業剛開始起量，所以我們也處于出貨量的爬升階段；至于新能源汽車領域，我們有3000W車載雙向DC-DC轉換器等成熟的器件產品及方案，因為汽車這一塊客戶的驗證的周期會更長，我們也還在推廣的過程中。
值得重點提及的是，在氮化鎵功率器件市場，目前650V的芯片已經越來越多，但是能夠實現900V芯片研發并且在市場上批量應用的公司卻相當稀缺。 憑借頂級的技術以及優良的產品，鎵未來在2021年成功中標國家電網“900V高耐壓GaN開關器件”智慧電表電源項目，并且在2022年公司的900V器件產品獲得了國家電網的驗證，目前相關產品已經開始逐漸導入，中國電網大量的存量電源模塊預期將會給鎵未來帶來非常可觀的收入。 在900V產品線上，鎵未來目前已經有450 mΩ 和270 mΩ兩大系列產品實現出貨，該系列產品已經為公司營收貢獻了大概10%多的比例。而在電網領域，我們是中國唯一一家獲得國家電網認證并且批量給國家電網供貨的氮化鎵企業，應用場景包括集中采集器電源和融合終端電源等方面。而在三相電表上，目前用的是進口800V的功率器件，存在兩個問題：一個是比較貴，另一個是供應可能會面臨卡脖子的問題，未來這塊也是我們氮化鎵產品在電網領域非常有潛力的一個替代市場。 曾晨說。
氮化鎵行業迎來發展甜蜜點，鎵未來借勢業績連續實現翻倍增長
2022年以來，氮化鎵廠商新品頻發，行業并購、出貨猛增等眾多利好消息接踵而來，整個呈現出一片欣欣向榮的景象。 市場規模方面，根據Yole的數據，隨著氮化鎵在各個領域出貨量的爆發式增長，功率 GaN 器件市場規模預計將從2022年的1.85億美元增長到 2028年的20.4億美元，2022-2028 年復合年增長率高達49%。 資料來源：Yole 而從主要玩家來看，根據技術路線的不同，市場的參與者主要可以分為E-mode GaN 產品（即增強型GaN）和 D-mode GaN 產品（即耗盡型GaN）兩種。其中GaN Systems、EPC、GaN Power、英諾賽科、Navitas、英飛凌等采用的是E-Mode設計，而Transphorm、PI、TI、Nexperia、鎵未來等采用的是D-Mode設計。 和GaN E-mode廠商相比，鎵未來Cascode GaN 具有電路設計簡單、一致性好、成本低、抗干擾強、覆蓋功率范圍廣、損耗低、可靠性高等特點。在產品線上，我們是業內少有能夠實現從5W到10000W功率段全部都能覆蓋并且都有出貨能力的公司。雖然市場上也有很多公司也在做大功率的產品，但是目前很少有向市場批量出貨的，而大批量出貨是檢驗公司品質最好的一個方式。 曾晨說道， 除了技術及產品線優勢外，我們擁有行業內非常成熟的團隊。不管是創始人吳毅鋒博士帶領的研發團隊（曾兩次創業成功: 1) Nitres[1997-2000] 被Cree收購,2) Transphorm [2008-2021] Nasdaq上市），還是運營團隊及方案團隊，我們都是世界頂尖級的。那么以我們領先的技術為基礎，鎵未來可以配合客戶可以做很多的創新產品以及方案，這是我們區別于其他廠商的獨特優勢所在。
受下游眾多應用場景陸續爆發的帶動，目前氮化鎵行業頭部企業業績開始呈現爆發式增長。其中，英諾賽科目前累計出貨量已成功突破3億顆，在2023年上半年銷售額同比增長500%；納微半導體在2023Q2季度營收同比增長110%，環比增長35%，在研客戶項目增長30%，總量超過10億美元，出貨量也累計已經超過1億顆；華潤微預期2023年第三代半導體營收將較去年實現翻番，營收規模將突破億元關口。 在行業內多家廠商業績翻倍的背景下，氮化鎵行業迎來發展甜蜜點，鎵未來也不例外。 曾晨指出： 公司早在2021年公司就已經獲得300萬顆氮化鎵快充芯片訂單，在2022年公司再次拿下57萬臺650V/3.6kW器件的訂單（=>3,000萬只65W PD快充)。我們現在的在手訂單非常多，整體而言近幾年公司的收入都處于翻倍增長的高速成長態勢。在氮化鎵行業整體發展加速的帶動下，預期公司今年營收還會實現翻倍增長。
作為行業內非常優質的投資標的，近年來鎵未來相繼完成了由珠海市科技天使基金、珠海市人才基金、順為資本、高瓴創投、中芯聚源等知名投資機構參與的4輪累計金額超2億元的融資，主要用于主要包括大功率應用場景新產品的研發、老產品的持續迭代升級以及900V的器件等產品的市場推廣，以為公司的持續發展進一步賦能。 展望未來，曾晨表示： 這是中國半導體最好的十年，現在就是氮化鎵的高光時刻。和Si相比，現在氮化鎵的成本還比較高，不過，經過技術的不斷迭代，預計到2025年左右氮化鎵的成本將逐漸比Si還要便宜。到時價格降下來之后，氮化鎵的出貨量及滲透率還將得到更大規模的發展。未來，我們也將重點發力650V和900V兩大品線，為把鎵未來打造成為國際一流的氮化鎵功率器件供應商不斷奮進。
