从快充到数据中心氮化镓应用加速扩围

　　AI浪潮(cháo)驱动(dòng)之(zhī)下，数据中心和具身智(zhì)能成为重要的应从快充到数据中心氮化镓应用加速扩围用(yòng)落点。对于新(xīn)材料氮化镓（GaN）来(lái)说，在消费电子快充场景之外，其应用市场也由此正快速拓维。

　　近(jìn)日，宜普电(diàn)源转换公(gōng)司（EPC）首席执行官兼联合创始人Alex Lidow接受21世纪经济报道记者专访时指出，随着AI数据中心发展到更高密度阶段，全球最大的AI服务器公司主动找到EPC公司寻求(qiú)电源(yuán)相关解决方案。AI浪潮持续演进，令(lìng)数据中心逐渐成为氮化镓一个重要的应用增长极。

　　第三方机构(gòu)集邦咨询分析认为(wèi)，长远(yuǎn)来看，GaN功率半导体市场的(de)主要动力将来自电动汽车(chē)、数据中心、电机驱动等场景，受(shòu)此驱动，全球GaN功率元件市场规模预估从2023年的2.71亿美元左右(yòu)上升至2030年(nián)的43.76亿美元，年复合增长率（CAGR）高达从快充到数据中心氮化镓应用加速扩围49%。

　　大(dà)厂已经开始蠢蠢欲动。21世纪(jì)经济报道(dào)记者梳理发现，近两年发生在氮化镓领域的国际收并购案例增多(duō)，显示(shì)出行业间已经开始在氮化镓更多产业环节方面蓄力。

　　数据中心、人形机器人等领域，正为近年来显得发(fā)展(zhǎn)缓(huǎn)慢的氮化镓市场打开更(gèng)多增长空间。

　　Alex Lidow告诉(sù)21世纪经(jīng)济报道记者，从(cóng)氮化镓整(zhěng)体应(yīng)用市场看，AI服务器会是增速很快的市场，对EPC公司(sī)来说，2024年来自(zì)服务器市场的收入预计相(xiāng)比2023年将实现三倍同比(bǐ)增速(sù)，到2025年相关收入也会三(sān)倍高于(yú)2024年。届时，AI服务器就(jiù)会是EPC公司最大的(de)下游(yóu)应用(yòng)市场。

　　“高(gāo)增速主要源于两方面：随着(zhe)AI服务器功率(lǜ)密度持续提升，对电源转换的(de)需(xū)求将倍速增长，以英伟(wěi)达(dá)GPU产品为例，一(yī)年前其功率密度是300W，在今年达到800W，下一年预计(jì)将达(dá)到1700W；此外有(yǒu)相关需求的公司也越来越多，上一年我们的所有客户只供货英伟达，这一年(nián)他们开始供货给AMD和中国(guó)互联网头部公司，下一年微软、亚马逊、Meta、谷歌等AI服务器中的DC-DC转换器都将(jiāng)搭载我(wǒ)们的电源转换(huàn)产品。”他(tā)补充(chōng)分析道。

　　集邦咨询也分析道，在AI服务器高涨的需求下，每个数据中(zhōng)心机柜的功率规(guī)格将从30~40kW推高至100kW，芯片功耗的大幅上升(shēng)需要服务器拥有更高的(de)功(gōng)率密度和效能，GaN能(néng)够降低损耗、提高功(gōng)率密度，已被视为AI数据中心优化能源效率的关键技术之(zhī)一，吸(xī)引了英飞凌、德州仪器（TI）、纳微、英诺赛科等玩家加入布局阵列(liè)。

　　据Alex Lidow介绍，中国市场对EPC来说，最大的场景同样来自AI服务器，其次是激光雷达(dá)，人形机(jī)器人目前收入贡献还几乎为0，但(dàn)未(wèi)来潜力(lì)巨大。

　　集邦咨询研究(jiū)发现，由于自由度急剧上升，人形机器人对电(diàn)机驱动器的需求(qiú)量大幅增加(jiā)，为了获得(dé)更高的(de)爆(bào)发力(lì)，需(xū)要配置高(gāo)功(gōng)率密度、高效率、高响应的电机(jī)驱动器，GaN恰恰能够(gòu)满足这些需求，还可(kě)以在热(rè)管理、紧凑(còu)设计等方面提高(gāo)人形机器人的整(zhěng)体(tǐ)性能，优化整体(tǐ)设(shè)计。

　　Alex Lidow对记(jì)者分析，“我们需要把资源放在更有战略性的领域、选择(zé)性布局。比如雷达和AI服务(wù)器都(dōu)是高价值场(chǎng)景，一旦(dàn)产品(pǐn)中有一个器件失效，就(jiù)会造成成千上(shàng)万的损(sǔn)失。选择聚(jù)焦在利润更高、难度更大的应用场景探索，是因为(wèi)这类场景需要较长时间建立口(kǒu)碑和产品可靠性，后来者通常都需要一定(dìng)时间追赶。”

　　伴随应用场景逐渐扩大(dà)的，是国(guó)际功(gōng)率半导体巨头在收并购市场和(hé)资本市场的积极(jí)表现。

　　今年7月(yuè)，格芯（GlobalFoundries）宣布(bù)收(shōu)购Tagore Technology的功率氮化镓技术及知识产权(quán)组合，后者的工程师团队将加入格芯。6月，瑞萨电子（Renesas）宣布完成对氮化镓功率半导体供应商(shāng)Transphorm的收购，此后瑞萨加速(sù)推进氮(dàn)化镓相(xiāng)关功率产品和参考设(shè)计。

　　5月，Powe从快充到数据中心氮化镓应用加速扩围r Integrations宣(xuān)布与Odyssey达成(chéng)收购协议，后(hòu)者是氮化镓技术开发商，Power Integrations技术副(fù)总裁Radu Barsan指出(chū)，希望推动MOSFET功率器件方面氮化镓模块和硅基模块的成本进一步接近。

　　与此同时，行业格局(jú)已(yǐ)经在变化。2023年10月，英飞凌宣布与GaN Systems签署协议，以8.3亿美元全现金(jīn)交易(yì)的(de)方式收购后者。这让英飞凌在氮化镓功率器件市场直接(jiē)进入全球第五。

　　资本市场方面，纳微半导体2021年在美股上市，中国厂商(shāng)英诺赛科近日已经在港股(gǔ)发布(bù)招股书计划上市。

　　伴随行业开始出现整合(hé)迹象，产业界公司的发展模式(shì)选(xuǎn)择后续或许也将有所变动(dòng)。目前氮化镓领域有(yǒu)IDM整合模式，也有代(dài)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(dōu)在加码自建氮化镓生产工厂。

　　集邦咨询指出，从产业发(fā)展进程来看，Fabless（无晶(jīng)圆(yuán)厂，多指芯片设计）公司在过去一段时(shí)间里(lǐ)表现较为活跃(yuè)，但随着产业不断整合以及应(yīng)用市场逐步打(dǎ)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来新的(de)重(zhòng)大变数。

　　Alex Lidow则对(duì)21世(shì)纪经济(jì)报道记者分析，在(zài)行(xíng)业发展初期，倘若采用IDM模(mó)式，前期需要自建产能并一步步扩充(chōng)，在此过程中会面临较大的(de)空置压力。“EPC目前(qián)采用的是代(dài)工模式，我们只是晶圆厂产能供应的一部分(fēn)。这可以更好(hǎo)进行成本控制(zhì)。”他续称，但倘(tǎng)若(ruò)氮化镓市场发(fā)展到现在的十倍规模以后，采用IDM模式(shì)将(jiāng)更为合理，因为彼时有更(gèng)大规模的需求支撑产线需求，IDM模式(shì)将更符合商业逻辑。

　　此外，不少IDM功率(lǜ)半导体大厂对氮化(huà)镓和碳化硅这两类化合物半导体材料技术都态(tài)度积极，显示出二(èr)者(zhě)在该领域的广阔空间。

　　Alex Lidow告诉记者，在功率器件市场，碳化硅会更(gèng)多聚焦在 600V以上市(shì)场，氮化镓则主要(yào)聚焦(jiāo)在650V以下场景，因此二者在光(guāng)伏逆变器、车载充(chōng)电等领域会有一(yī)定交叉，但在大多数领域并(bìng)不存在竞争关系。在(zài)650V功率市场，氮化镓器件的典型应用场景就是各类快速(sù)充电、洗(xǐ)衣机和(hé)电视等电源转换领域。

　　技(jì)术迭代方面，目前氮(dàn)化镓的应用多以(yǐ)硅或碳化(huà)硅作为衬底、采用氮化镓作为(wèi)异质外延(yán)。Alex Lidow告诉记者(zhě)，氮化镓衬底成本极其高昂，在1000V功率以下的应用市场，采用氮化镓或硅材料作为衬底其性能差别实际并不大；只是在1000~2000V高压领域，采用硅或氮(dàn)化(huà)镓衬底的性(xìng)能才会有显著差别(bié)，但在(zài)该领域采用成(chéng)本更低的碳化(huà)硅与用氮化镓作为衬底的(de)氮化镓器件差别不大，因此以氮化镓为衬底的氮化镓器件也就没有太(tài)大发展(zhǎn)前途。

　　集邦咨询认为(wèi)，经过几(jǐ)年(nián)的技术储备，GaN相关厂商目前在(zài)消(xiāo)费电子增量市场、电动汽车、光储充、数(shù)据中心等(děng)市场(chǎng)都取(qǔ)得了更(gèng)多实质性进展。预计非(fēi)消费类应(yīng)用的比(bǐ)例将从2023年的23%上升(shēng)至(zhì)2030年的48%。

责任编辑：公(gōng)司观(guān)察

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