GaN挑战Si价格底线？英飞凌推出全球首个12英寸GaN晶圆技术
昨日，英飞凌宣布已成功开发出全球首个12英寸功率氮化镓GaN晶圆技术，并计划在今年的德国慕尼黑展上向公众展示首批12英寸GaN晶圆。
据英飞凌介绍，12英寸晶圆上的芯片生产在技术上更先进，效率也有显著提高，相较于8英寸晶圆，单晶圆可容纳2.3倍的芯片数量。
▲图源：包图网
英飞凌12英寸GaN技术的一大优势在于，它可以利用现有的12英寸硅基生产线进行生产，无需重建工厂，极大提高了生产灵活性。
此次英飞凌的实验就是利用其位于奥地利的一条现有的12英寸硅基生产线成功制造出了12英寸的GaN晶圆。
▲图源：英飞凌官网
这意味着，不需要重建新的工厂，英飞凌就能迅速地根据市场需求扩大其GaN产能。
同时，12英寸GaN晶圆的全面量产，将有助于实现GaN与Si在相同RDS(on)时，在成本上实现一致。
也就是说，日后，GaN产品的价格将有望与Si产品持平。
01
收购GaN Systems，精准布局
GaN作为第三代半导体材料，与传统硅基相比，具备更高的导电性、更低的开关损耗以及更小的尺寸和重量。
由于这些优点，GaN特别适用于高频、高压、高温等苛刻环境，因此在诸如5G基础设施、数据中心、电动汽车、可再生能源和工业自动化领域中应用广泛。
12英寸GaN晶圆带来的产量提升以及与硅基器件成本持平的价格将进一步推动GaN技术在更多领域的应用，以及其市场更快速的扩张。
▲图源：英飞凌官网
实际上，英飞凌近年来在GaN领域的布局早已开始。
去年，英飞凌就以8.3亿美元的价格收购了加拿大的氮化镓系统公司(GaN Systems)。
后者彼时在GaN市场拥有15%的市占率，其产品主要以650V和100V氮化镓为主，是少有的同时具有高压和低压产品线的厂商，并且是当时仅有的两家销售高功率应用的氮化镓厂商。
此次收购帮助英飞凌迅速填补其在功率氮化镓市场中的空缺，完善了其功率器件的产品线，并使得其在功率氮化镓的市占率上升到了16%，进一步巩固了其在功率半导体市场的龙头地位。
事后来看，英飞凌的眼光毒辣，布局精准。
▲功率GaN器件市场趋势(图源：Yole Group)
在2023年整个半导体行业下滑约 8.2%的时候，功率GaN市场收入却实现了惊人的41%的逆增长。
根据 Yole Group 的季度市场监测报告，这一增长势头将在 2024 年继续，增幅达 45%，到 2025 年将加速至 65%。预计 2023-2029 年期间收入将以 46% 的复合年增长率 (CAGR) 增长。
02
瑞萨进军GaN赛道，行业竞争愈发激烈
虽然英飞凌在GaN技术上取得了重要突破，但市场竞争依然激烈。其他主要竞争者也在加速布局氮化镓技术。
今年6月，瑞萨就通过完成对Transphorm的收购，正式进入氮化镓(GaN)功率半导体赛道。
Transphorm是一家全球领先的GaN功率半导体供应商，专注于设计、制造和销售用于高压电源转换应用的高性能、高可靠性的GaN半导体功率器件。其产品广泛应用于多个市场领域，包括基础设施和IT、消费和计算、泛工业领域、汽车以及5G等。
瑞萨本就是全球主要芯片供应商之一，此次收购后，瑞萨将采用Transphorm的汽车级GaN技术来开发新的增强型电源解决方案，例如用于电动汽车的X-in-1动力总成解决方案，以及面向计算、能源、工业和消费应用的解决方案。
▲图源：包图网
与此同时，英诺赛科(Innoscience)在2023年保持了全球GaN市场的领导地位，占据了31%的市场份额。其主要专注于快充和消费电子市场，依托8英寸晶圆的量产，确保了在中低功率市场中的成本优势。同时，英诺赛科正在逐步进军汽车和工业领域，扩大其业务覆盖面。
Power Integrations(PI)则凭借其PowiGaN技术在快充和家电市场中占据了重要位置。PI的InnoSwitch系列产品以高效的AC-DC电源转换技术闻名，广泛应用于多个行业，特别是在追求高集成度和低成本的市场中表现突出。
▲图源：pixabay
Navitas在快充市场的表现同样抢眼，其GaNFast技术已经成为多个智能手机和笔记本品牌的核心快充方案。通过收购GeneSiC，Navitas成功扩展了其在碳化硅(SiC)市场的业务，并进一步增强了其在电动汽车和高功率应用市场中的竞争力。
ROHM也同样通过其EcoGaN系列产品进入了GaN市场，特别是在150V和650V功率器件领域表现出色。ROHM专注于开发小型化和高效率的GaN功率器件，目标市场涵盖电动汽车、可再生能源和工业设备。
03
GaN未来能否打破成本瓶颈?
未来，氮化镓(GaN)技术的普及取决于是否能够有效突破成本和工艺瓶颈。如果GaN的成本能够与硅基功率器件相当，它将彻底改变电动汽车、5G、数据中心等高功率应用领域。
英飞凌凭借12英寸GaN工艺的创新，确实走在了前面，但这并不意味着其他玩家就会落后。
氮化镓技术正处于快速发展期，各大厂商纷纷投入巨资进行技术突破和市场扩展。今年瑞萨通过收购Transphorm进入GaN市场就说明，未来，可能会有更多的IDM公司将通过收购和内部技术开发进入氮化镓市场，市场竞争将越来越激烈。
未来的技术路线图可能不会只有GaN一条，碳化硅(SiC)等材料同样会争夺市场份额。真正有优势的公司，不仅仅是技术领先，更要在生产工艺、规模化能力和成本控制上找到平衡点。
简单来说，未来的功率半导体市场，谁能最快把新材料技术做到“平民化”，谁就可能在这场激烈的竞争中脱颖而出。市场最终选择的，可能不是技术最前沿的产品，而是技术与成本结合最好的产品。
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