10月25日，英飛凌科技宣布完成收購氮化鎵系統(tǒng)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(zhuǎn)換解決方案產(chǎn)品組合和領(lǐng)先的應(yīng)用技術(shù)。已獲得所有必要的監(jiān)管部門審批，交易結(jié)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(zhí)行官Jochen Hanebeck表示，“氮化鎵技術(shù)為打造更加低碳節(jié)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(shù)路線圖，并讓我們同時擁有所有主要的功率半導體技術(shù)，進一步增強英飛凌在功率系統(tǒng)領(lǐng)域的領(lǐng)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(shù)專家和超過350個氮化鎵技術(shù)專利族，這進一步擴大了英飛凌在功率半導體領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢，并將大幅縮短新產(chǎn)品上市周期。英飛凌和GaN Systems在知識產(chǎn)權(quán)、對應(yīng)用的深刻理解以及成熟的客戶項目規(guī)劃方面優(yōu)勢互補，這為英飛凌滿足各種快速增長的應(yīng)用需求創(chuàng)造了極為有利的條件。

2023年3月2日，英飛凌和GaN Systems聯(lián)合宣布，雙方已簽署最終協(xié)議。根據(jù)該協(xié)議，英飛凌將斥資8.3億美元收購GaN Systems。這筆“全現(xiàn)金”收購交易是使用現(xiàn)有的流動資金來完成的。


氮化鎵應(yīng)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(yōu)勢，氮化鎵可以滿足各種應(yīng)用場景對高效率、低能耗、高性價比的要求，可廣泛應(yīng)用于LED、激光器、太陽能電池、無線通訊、快充、工業(yè)和汽車等領(lǐng)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(wěn)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(yīng)用范圍不斷擴大，目前氮化鎵的應(yīng)用市場正從消費電子市場，向數(shù)據(jù)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(lǐng)域取代SiC的應(yīng)用，尤其是到了2030年。

據(jù)市場研究機構(gòu)TrendForce集邦咨詢顯示，到2026年，全球GaN功率元件市場規(guī)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(lǐng)域深度綁定。2017年-2021年，氮化鎵市場規(guī)模從78.7億元提高至358.3億元，年復合增長率40.1%。

根據(jù)數(shù)據(jù)，有相關(guān)機構(gòu)指出，隨著氮化鎵在新能源汽車應(yīng)用滲透率提升，及在垃圾處理領(lǐng)域等應(yīng)用的拓展，預計到2026年氮化鎵市場規(guī)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(shù)優(yōu)勢：相比傳統(tǒng)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?qū)崿F(xiàn)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(lián)網(wǎng)、人工智能等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。

第二、市場需求：隨著5G網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展和智能設(shè)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(xù)增長。

第三、政策支持：我國一直重視半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并出臺了一系列支持政策，這將為氮化鎵產(chǎn)業(yè)提供良好的政策環(huán)境和市場機遇。


氮化鎵引發(fā)一場爭奪戰(zhàn)？

氮化鎵市場規(guī)模逐漸增長，未來前景可期。與此同時，強烈的需求正驅(qū)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(chǎn)線，加速部署氮化鎵產(chǎn)品應(yīng)用落地。

從近期部分廠商動態(tài)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(chǎn)；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(chuàng)新材料集群建設(shè)一個新總部，包括一個大規(guī)模的半導體生產(chǎn)設(shè)施，該項目計劃于今年第二季度末完成，將部署創(chuàng)新制造工藝，以大批量生產(chǎn)下一代GaN-on-SiC工程外延晶圓，預計年產(chǎn)能將高達4萬片4/6英寸外延片。

據(jù)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(lǐng)域?qū)β拾雽w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(yīng)用提供8寸氮化鎵晶圓代工服務(wù)。

9月，東科半導體與北京大學共同組建的第三代半導體聯(lián)合研發(fā)中心正式揭牌成立。該研發(fā)中心將瞄準國家和產(chǎn)業(yè)發(fā)展全局的創(chuàng)新需求，以第三代半導體氮化鎵關(guān)鍵核心技術(shù)和重大應(yīng)用研發(fā)為核心使命，重點突破材料、器件、工藝技術(shù)瓶頸，增強東科半導體在第三代半導體技術(shù)上的創(chuàng)新能力和市場主導力。

同月，中國科學院深圳先進技術(shù)研究院光子信息與能源材料研究中心與深圳市納設(shè)智能裝備有限公司成立了先進材料聯(lián)合實驗室，推進產(chǎn)學研深度融合。雙方除了著重于工藝和設(shè)備的合作外，聯(lián)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(shè)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(lián)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(guān)和控制應(yīng)用的理想技術(shù)，對于6G無線通信、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和電動汽車非常重要。”

市場接受度和行業(yè)景氣度不斷攀升

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

同時，隨著5G通信生態(tài)、AIGC、云計算、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的快速發(fā)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(fā)展前景。同時，隨著新基建、新能源、新消費等領(lǐng)域的持續(xù)推進，氮化鎵器件將在太陽能逆變器、風力發(fā)電、新能源汽車等方面得到廣泛應(yīng)用。

因此，伴隨5G通信和消費電子業(yè)務(wù)的確定性增長、新能源賽道與數(shù)據(jù)中心的集中爆發(fā)，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(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域出現(xiàn)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(shù)量級的提升，但其發(fā)展也面臨著許多問題。一方面，氮化鎵是自然界沒有的物質(zhì)，完全要靠人工合成。氮化鎵沒有液態(tài)，因此不能使用單晶硅生產(chǎn)工藝的直拉法拉出單晶，純靠氣體反應(yīng)合成。另一方面，由于反應(yīng)時間長，速度慢，反應(yīng)副產(chǎn)物多，設(shè)備要求苛刻，技術(shù)異常復雜，產(chǎn)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(chǎn)品成本很高，不利于大批量生產(chǎn)。

期待氮化鎵產(chǎn)業(yè)快速增長的同時，要想氮化鎵產(chǎn)能提升、成本控制并形成完全產(chǎn)業(yè)鏈，所面對的挑戰(zhàn)也不容小覷。目前，我國多個科研團隊已經(jīng)開始著手攻克相關(guān)難題，期待我國憑借氮化鎵等材料技術(shù)優(yōu)勢，早日實現(xiàn)第三代半導體真正自主可控。