氮化鎵器件應用場景豐富

• 薛圳揚 2024年5月30日 來源：中研網(wǎng) 1459 97
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氮化鎵作為第三代半導體材料，有更高的禁帶寬度，是迄今理論上電光、光電轉(zhuǎn)換效率最高的材料體系，下游應用包括微波射頻器件(通信基站等)，電力電子器件(電源等)，光電器件(LED照明、激光等)。

一、氮化鎵應用場景

氮化鎵作為第三代半導體材料，有更高的禁帶寬度，是迄今理論上電光、光電轉(zhuǎn)換效率最高的材料體系，下游應用包括微波射頻器件(通信基站等)，電力電子器件(電源等)，光電器件(LED照明、激光等)。

電力電子領(lǐng)域具體應用有智能電網(wǎng)、工業(yè)電機、新能源汽車、電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，代表企業(yè)為英諾賽科、蘇州能訊等;射頻電子領(lǐng)域包括衛(wèi)星通訊、移動終端、國防軍工、無線通信基站，代表企業(yè)為英諾賽科、華潤微電子旗下的大連芯冠等;光電子領(lǐng)域包括消菌殺毒、激光顯示、LED照明、LED顯示，代表企業(yè)為三安光電等。氮化鎵應用場景豐富且未來還將持續(xù)拓展。

圖表：氮化鎵功率器件在下游的應用領(lǐng)域

資料來源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理

二、國內(nèi)GaN微波射頻市場狀況

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院撰寫的《2024-2029年中國SiC和GaN功率器件行業(yè)市場環(huán)境與投資分析報告》顯示：

由于在高頻、高溫領(lǐng)域有較大優(yōu)勢，GaN射頻器件市場由國防(大功率雷達、衛(wèi)星)以及5G電信基礎設施等應用為主導。

圖表：2022年我國GaN射頻器件應用市場結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)來源：CASA Research，中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理

微波射頻也是重要的第三代半導體應用市場。據(jù)CASA Research統(tǒng)計，2022年國內(nèi)GaN微波射頻器件市場規(guī)模為88.6億元，較上年同比增長20.9%。

圖表：2019—2022年我國GaN射頻器件應用市場規(guī)模

數(shù)據(jù)來源：CASA Research，中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理

5G基站建設是影響GaN微波射頻器件市場規(guī)模變化的主要因素，2022年中國新建5G基站88.7萬個，加上海外出口，帶動無線基礎設施領(lǐng)域的GaN微波射頻市場達50億元。未來隨著毫米波頻段使用許可的發(fā)放，毫米波基站將有望開始大規(guī)模部署，中國有望成為全球最大的毫米波市場，GaN微波射頻產(chǎn)品會迎來新的增長點。

三、國內(nèi)GaN功率器件市場狀況

由于GaN材料電子漂移飽和速度高，擊穿場強大，目前硅基GaN功率器件具有高反向關(guān)斷電壓、更高的工作頻率和更低的導通電阻等特性，可使電源做的更小，效率更高，更高的功率密度。在開關(guān)電源、電動汽車、光伏發(fā)電、UPS、數(shù)據(jù)中心、無線充電，芯片處理器等應用具有非常好的前景。

受益于消費電子、新能源車、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域全面滲透，預計到2026年我國GaN功率器件應用市場規(guī)模將達到158.4億元。

圖表：2019—2026年我國GaN功率器件應用市場規(guī)模

數(shù)據(jù)來源：CASA Research，中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理

在消費電子領(lǐng)域，GaN功率器件在消費電子中主要用于快速充電、無線充電、過電壓保護OVP等場景。相比傳統(tǒng)硅器件，氮化鎵快充體積小重量輕，在顯著提升充電速度的同時，能夠降低系統(tǒng)待機的電量消耗。伴隨其性能優(yōu)化、產(chǎn)能提升和成本控制，氮化鎵快充有望實現(xiàn)快速滲透。

在汽車電子領(lǐng)域，GaN功率器件在電動汽車中主要用于車載充電器OBC、DC-DC/DC-AC及電機控制。與傳統(tǒng)硅材料相比，搭載氮化鎵器件提高車載充電系統(tǒng)效率，同時減輕車載散熱系統(tǒng)的負擔并增加電動汽車的續(xù)航里程。汽車電動化對功率器件的要求不斷提升，有望推動GaN功率半導體上車放量。

在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，GaN功率器件在數(shù)據(jù)中心中主要用于PSU電源供應單元中。與傳統(tǒng)硅材料相比，搭載氮化鎵功率器件可以提升系統(tǒng)效率、提高計算性能、降低設備的冷卻成本。伴隨數(shù)據(jù)中心能耗管理需求大幅提高，有望持續(xù)拉動GaN功率器件需求。

四、氮化鎵產(chǎn)業(yè)鏈參與者

GaN產(chǎn)業(yè)鏈玩家的分類和SiC類似，GaN功率半導體全球布局方面，海外企業(yè)在技術(shù)及產(chǎn)能上均有較高的領(lǐng)先地位。海外龍頭企業(yè)以IDM模式為主，主要包括德國英飛凌、美國Qorvo等。

目前，國內(nèi)GaN產(chǎn)業(yè)鏈也在加速布局中，成長較為迅速，國內(nèi)企業(yè)在襯底、外延、設計、制造等領(lǐng)域均已實現(xiàn)布局，其中包括GaN襯底制造商蘇州納維、東莞中鎵;外延制造商晶湛半導體、江蘇能華;設計企業(yè)安譜隆、海思半導體;制造企業(yè)三安集成、海威華芯等。此外，新進入廠商不只有傳統(tǒng)功率半導體廠商，更多地是做射頻器件出身或者有軍工背景的企業(yè)進入GaN領(lǐng)域，如主營軍工電子的亞光科技，主營TR組件及射頻模組的國博電子。

欲了解更多行業(yè)的市場數(shù)據(jù)及未來行業(yè)投資前景，請點擊查看中研普華產(chǎn)業(yè)研究院報告《2024-2029年中國SiC和GaN功率器件行業(yè)市場環(huán)境與投資分析報告》。

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