从快充到数据中心 氮化镓应用加速扩围

　　AI浪潮驱动之下，数据中心和具身(shēn)智能成为(wèi)重要(yào)的应用落点。对于新材料(liào)氮化镓（GaN）来说，在消费电子快充场景之外，其(qí)应用市场也由此正快速拓维。

　　近日，宜普电源转换公司(sī)（EPC）首席执行官兼联合(hé)创始人Alex Lidow接受21世纪经济报道记者专访(fǎng)时指出，随着(zhe)AI数(shù)据(jù)中(zhōng)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(sī)寻求电源相关解决方案。AI浪潮持续演进，令数据中心逐渐(jiàn)成为氮化(huà)镓一(yī)个重要的应(yīng)用增长极。

　　第三方机 构集(jí)邦咨询分(fēn)析认为，长(zhǎng)远来看，GaN功率半导体市场的主(zhǔ)要动力将来(lái)自电动汽车、数据(jù)中心(xīn)、电(diàn)机(jī)驱动等场景，受(shòu)此驱动(dòng)，全球GaN功率元件市场规(guī)模预估(gū)从(cóng)2023年的2.71亿美元(yuán)左右上升至2030年的43.从快充到数据中心 氮化镓应用加速扩围76亿美(měi)元，年复合增长率（CAGR）高达49%。

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

　　数据中心(xīn)、人形机器(qì)人(rén)等领域，正为近年来显得发展缓(huǎn)慢(màn)的氮化镓市场打开更多(duō)增长空间。

　　Alex Lidow告(gào)诉21世纪经济报道记者，从氮化镓整体应用市场看，AI服务器(qì)会是增速(sù)很(hěn)快的市场，对(duì)EPC公司来说，2024年来自(zì)服务器(qì)市场(chǎng)的收入预计相比2023年将实现三倍同比增速，到2025年(nián)相关收入也会三倍高于2024年。届时，AI服务器就会是EPC公司最大的下游应用市场。

　　“高增速(sù)主要源于两(liǎng)方(fāng)面：随(suí)着(zhe)AI服务器(qì)功(gōng)率密度持续提(tí)升，对(duì)电源转换的需求将倍速(sù)增长，以英伟(wěi)达GPU产(chǎn)品为例，一年前其功率(lǜ)密(mì)度是300W，在今年达到800W，下一年预计将达到1700W；此外有相关需求的公司也越来越多，上(shàng)一年我(wǒ)们的所有客户只供货(huò)英伟达，这一年他们开始供货给(gěi)AMD和中国互(hù)联网头部(bù)公 司，下一年微软、亚(yà)马逊、Meta、谷歌等AI服务器中的DC-DC转换器都将搭载(zài)我们的电(diàn)源转换产品。”他(tā)补充分析道。

　　集邦咨询也(yě)分(fēn)析道，在AI服务器高涨的需求下，每个数据中心机柜的功率规格将从30~40kW推高至100kW，芯片功耗的大幅上(shàng)升需要服务器(qì)拥有更(gèng)高的功率密(mì)度(dù)和效能，GaN能够(gòu)降低损耗、提高功率密度，已被视为AI数据中(zhōng)心优化能源效率的关键技术之一，吸引了英飞凌(líng)、德州仪器（TI）、纳微、英诺赛科(kē)等玩家加入(rù)布局阵列。

　　据Alex Lidow介(jiè)绍，中国市场(chǎng)对EPC来说，最大的场景(jǐng)同(tóng)样(yàng)来自AI服务器，其次是激光雷达
，人形机器人目前收入贡献还几乎为0，但未来(lái)潜力巨大。

　　集(jí)邦咨询研究发现，由于自由度急剧上升，人形机器人对电机驱动器的需求量大幅增加，为了获得更高的爆发力，需要配置高功率密度、高效率、高响应的电机驱动器，GaN恰恰能够满足这(zhè)些需求，还可以在热管理、紧凑设计等方面提高人形机(jī)器人的整体(tǐ)性能，优化(huà)整体设计。

　　Alex Lidow对记(jì)者分析，“我们(men)需要(yào)把资源放在更有战略性的领域、选(xuǎn)择性布局。比 如雷达和AI服务器都是高价值场景，一(yī)旦(dàn)产(chǎn)品(pǐn)中(zhōng)有一个器件(jiàn)失效，就会(huì)造(zào)成成千上万的(de)损失。选择(zé)聚焦在利润更高、难度更大的应用场景探索(suǒ)，是因为 这类(lèi)场景需要较长时间建立口碑和(hé)产品可靠性，后来者通常都需要一(yī)定时间追赶。”

　　伴随应用场景逐渐扩大的，是国际功率半导体巨头在收并购市场和资本市场的积极表现。

　　今年7月，格芯(xīn)（GlobalFoundries）宣布收购Tagore Technology的功(gōng)率氮化(huà)镓技术及知识(shí)产权组合，后者的工程师团(tuán)队将加入格芯。6月(yuè)，瑞
萨电子（Renesas）宣布完成对氮化(huà)镓功率半(bàn)导 体供应商(shāng)Transphorm的收购，此后(hòu)瑞萨加速推进氮化 镓(jiā)相关功率产(chǎn)品和参考设计。

　　5月，Power Integrations宣 布与Odyssey达成收购协议，后者是氮化镓(jiā)技术开发商，Power Integrations技(jì)术副总裁Radu Barsan指出，希望推动MOSFET功率器(qì)件方面氮化镓模块和硅基模块的成本进一步接近。

　　与(yǔ)此同时，行(xíng)业格(gé)局已经在变(biàn)化。2023年(nián)10月，英飞凌宣(xuān)布与GaN Systems签署协议，以(yǐ)8.3亿美元(yuán)全现金交易的(de)方式收(shōu)购(gòu)后者。这让英飞凌在氮(dàn)化(huà)镓功(gōng)率器件市场直(zhí)接进入全球第五。

　　资本(běn)市场方面，纳从快充到数据中心 氮化镓应用加速扩围微半导体(tǐ)2021年在(zài)美股上市，中国厂商
英诺赛科近日已经在港股发布招股书
计划上市。

　　伴随行业开始出现
整合迹象，产业界公司的发展(zhǎn)模式选择后续或许也(yě)将有所变动。目前氮化镓领域有IDM整合模式，也有代工+芯片设计合作模式，功率(lǜ)半导体大厂如英(yīng)飞凌、意法半导体
近些年都在加码自(zì)建(jiàn)氮化镓生产工厂。

　　集邦(bāng)咨询指出，从(cóng)产业发展进(jìn)程来看，Fabless（无晶圆厂，多指芯片(piàn)设计）公(gōng)司在过去一(yī)段时间里表(biǎo)现较(jiào)为活跃，但随着产(chǎn)业不断整(zhěng)合以及应(yīng)用市场逐步打开，未(wèi)来
传统IDM大厂的话语(yǔ)权有望显著上升，为产业格局的未来(lái)图景带来新的重大变(biàn)数。

　　Alex Lidow则(zé)对21世纪经济报道记者分析，在行业发展初期，倘(tǎng)若采用IDM模式，前期需(xū)要自建(jiàn)产能并一步步扩充(chōng)，在此过程中会面临较大的空置压(yā)力。“EPC目前采用(yòng)的是(shì)代工模式，我们只是晶圆厂产能供应的一部分。这可以更好进行成本控制。”他续称，但倘若氮化镓市场发展到现在的十倍规模以后，采用IDM模式将更为合理，因为彼时有更(gèng)大规模(mó)的需(xū)求支撑产线需(xū)求，IDM模式将(jiāng)更符合(hé)商业逻辑。

　　此外，不(bù)少IDM功率半 导(dǎo)体大厂对氮化镓(jiā)和碳化硅这(zhè)两类化合物半导(dǎo)体材料技(jì)术都态度积(jī)极，显示(shì)出二者在该领(lǐng)域的广阔空间。

　　Alex Lidow告诉记者，在功率器(qì)件市场，碳(tàn)化硅会更多(duō)聚焦在(zài)600V以(yǐ)上(shàng)市场，氮化镓则主(zhǔ)要聚焦在650V以下场景，因此二者(zhě)在光(guāng)伏逆 变器、车载(zài)充电等领域会有一定交叉，但(dàn)在大多数(shù)领域并不存在竞争关系。在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
衣机和电视等电源转换领域。

　　技术迭代方面，目前 氮化镓的应用多(duō)以硅或碳化硅作为衬底、采用氮化镓作(zuò)为(wèi)异质外延。Alex Lidow告诉记者，氮化镓衬底成本极其高(gāo)昂，在1000V功率(lǜ)以下的应用市场，采用氮化镓 或硅材料作为衬底(dǐ)其性能差(chà)别实际并不(bù)大(dà)；只是在1000~2000V高压领域(yù)，采用硅或氮化镓衬底的性能才会有显著差别，但在该领域(yù)采用成(chéng)本更(gèng)低的碳化硅与用氮化镓作为衬底的氮(dàn)化(huà)镓器件差别不大(dà)，因此以(yǐ)氮化(huà)镓(jiā)为衬(chèn)底的(de)氮化镓器(qì)件也(yě)就没有太大发展前途(tú)。

　　集邦咨询认(rèn)为(wèi)，经过几年的(de)技术储备，GaN相关厂商目前在消费电子增量市场、电动汽车、光储充(chōng)、数据中心等市场都取(qǔ)得了更多(duō)实 质性进展。预计(jì)非消 费类应用(yòng)的比例将从2023年的23%上升至2030年的48%。

责任编(biān)辑：公司观察

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