鎵是一種奇特的銀白色金屬，熔點低到能在手掌中融化。而在過去兩年，國際市場上鎵價的漲勢，也幾乎輕而易舉就“燃燒”到了沸點。行情資料顯示，過去兩年間，國際基準的鹿特丹低純度鎵價已上漲了近三倍。根據Argus Media的資料，今年1月平均價格創下每公斤約1572美元的歷史新高。目前，鎵在全球科技和軍事領域的應用無疑極為廣泛。鎵經氮氣和砷處理後可製成高性能半導體基板；在晶片領域，鎵能承受高電流，且比矽更耐高溫和潮濕。除手機和筆記型電腦外，衛星也使用鎵材料保護元件免受太空輻射的影響。中國在鎵生產領域擁有近乎絕對的優勢地位，佔全球原生產量的逾90%。而隨著全球鎵供需形勢愈發趨緊，美國政府眼下也正表現出前所未有的“緊迫感”。過去幾個月，美國政府已向美國本土及海外的工廠投入數億美元，尋求建立自身的鎵供應鏈，以減少對進口的依賴，並試圖通過“海外佈局、跨國合作、國內回收”三管齊下的“掘鎵”策略，徹底重塑全球鎵供應鏈。這些推動鎵生產的舉措是川普政府為國防、汽車和技術產業確保稀土及關鍵礦產努力的一部分。這些努力還包括提供數十億美元的融資，並幫助美國建立鋰、鈷和鎳等產品的戰略儲備。海外佈局川普政府重點扶持的項目之一位於西澳大利亞州(澳大利亞最大州)的Wagerup。自1980年代起，美國鋁業公司在此營運的精煉廠通過處理鋁土礦生產氧化鋁。由於鋁土礦中含有微量鎵元素，該公司計畫新建工廠進行提取。美國政府擬聯合澳大利亞和日本共同為該項目提供資金支援。美鋁公司表示，作為回報，三國政府將獲得該工廠部分產出的鎵金屬。據美鋁公司預測，該工廠最終年產量可達約100公噸鎵，滿足全球10%的鎵需求。作為對比，2024年全球鎵產量為760公噸。“多年來我們始終清楚鎵可從生產流程中提取，”美鋁首席執行長William Oplinger在近期採訪時表示，“若全球對鎵需求大幅增長且經濟上可行，我們可以在其他精煉廠也這樣做。”跨國合作美國還正積極通過國內投資提升鎵供應量。美國國防部去年年底已與私營投資者共同出資19億美元，入股與韓國鋅業的合資企業，助力這家總部位於首爾的公司收購美國鋅礦及冶煉廠。韓國鋅業計畫在美國田納西州工廠從鋅礦精煉殘渣中，提取鎵及約十余種關鍵金屬。另有47億美元的私營及政府貸款將助力韓國鋅業建設冶煉廠，開展複雜的金屬分離工藝。據悉，該田納西州項目預計自2030年起每年可產出多達54噸鎵。國內回收另一項鎵回收計畫則正在路易斯安那州推進，該州擁有全美唯一的氧化鋁精煉廠。位於新奧爾良與巴吞魯日之間的Atlantic Alumina公司正計畫擴產氧化鋁（鋁冶煉關鍵原料），並增設鎵處理裝置。多年來，Atlantic Alumina一直在囤積所謂的“紅泥”(red mud)，這是將鋁土礦轉化為氧化鋁後留下的廢料。但該公司之前沒有能力從紅泥中進一步提取像鎵這樣的物質。美國國防部由此介入。美政府將投資1.5億美元入股Atlantic Alumina，支援其規劃的4.5億美元擴建及鎵項目。該公司預計年產鎵將能達到約50噸。成本與風險根據芬蘭關鍵礦產諮詢公司Rovjok的預測，到2030年，全球鎵需求將增長約24%。然而，Rovjok的估算同時也顯示，在美國製造鎵的成本將比中國高出20%以上。Colorado School of Mines經濟學教授Ian Lange則警告稱，美國和其他國家增加鎵產量的舉動可能會導致該金屬供過於求。“這個市場太小了，它會崩潰的，”他指出。 (財聯社)

2月3日晚間，港股上市公司英諾賽科(02577.HK)發佈重大業務進展的自願性公告，稱公司產品已完成了在Google公司相關AI硬體平台的重要設計匯入，並簽訂了合規的供貨協議。這再次彰顯了英諾賽科在技術先進性、產品性能和質量等方面在氮化鎵行業的領先地位。基於當前的項目開發與客戶對接進展，英諾賽科將聚焦於AI伺服器、資料中心等高增長潛力領域，積極與產業鏈合作夥伴協作，合規地開展相關產品的商業化落地，滿足市場及客戶需求。圖片說明：英諾賽科宣佈與Google簽訂供貨協議，資料來源於公司公告對於英諾賽科來說，上一次類似的重磅公告始於2025年8月1日，彼時公司宣佈與輝達達成合作，聯合推動800 VDC（800伏直流）電源架構在AI資料中心的規模化落地，公司第三代GaN器件為輝達800 VDC架構提供從800V輸入到GPU終端、覆蓋15V到1200V的全鏈路氮化鎵電源解決方案。圖片說明：AI資料中心供電架構，資料來源於公司公告相比於2025年8月1日首次宣佈進入輝達供應鏈，彼時資本市場風險偏好較高，且香港市場流動性極為充沛，英諾賽科股價在短短一個月的時間內就實現了翻倍。本次宣佈進入Google供應鏈後，由於市場整體風險偏好下沉以及流動性欠佳的緣故，英諾賽科的股價表現冷靜了很多，公告發佈前後股價基本沒有變化，即便Google公佈財報後宣佈將2026年的資本開支上調至1750~1850億美元，遠超華爾街預期的1195億美元，公司股價仍然無動於衷。當短期投資者和投機者無利可圖之際，或許恰好就是長期投資者“從從容容、遊刃有餘”的佈局機遇。圖片說明：2025年8月至今英諾賽科股價變化，資料來源於WindGaN（氮化鎵）簡介熟悉北美AI產業鏈的投資者或許非常瞭解，光模組之所以供不應求，瓶頸在於EML雷射器，而導致EML光晶片產能不足的罪魁禍首，是第二代半導體材料InP（磷化銦）的嚴重短缺。GaN（氮化鎵）屬於第三代半導體材料，其主要應用場景在功率（電力電子）行業和射頻（通訊）行業，如無特別說明，本文主要指的是GaN功率半導體。圖片說明：半導體材料的發展歷程，資料來源於晶片技術與工藝與矽和其他半導體材料相比，GaN具有高頻、電子遷移率高、輻射抗性強、導通電阻低、無反向恢復損耗等優勢。其中GaN功率半導體能夠有效降低能量損耗、提升能源轉換效率、降低系統成本、並實現更小的器件尺寸。GaN功率半導體最典型的應用場景就是電源，而電源是所有現代工業領域的基礎。簡單來說，當電源中的矽基MOSFET在頻率、功率、熱管理、傳輸損耗和器件尺寸等方面出現物理瓶頸時，GaN功率半導體便是最理想的替代品。圖片說明：GaN的主要特點與優勢，資料來源於英諾賽科招股書普通消費者接觸最多的GaN產品，就是安克創新、小米、華為等品牌的65W、100W、140W的快充充電頭，幾乎全部採用GaN技術。一般來說GaN充電頭相比於普通充電頭，價格略貴，但具備體積小、充電快、不發熱、同時支援多種快充協議等多種優勢（如一個充電頭可以同時給蘋果裝置和Android裝置充電）。圖片說明：GaN充電頭對比普通充電頭的優勢，資料來源於小紅書過去GaN主要靠“手機快充”養活（即消費電子），後來隨著新能源汽車、太陽能及儲能等行業的快速成長，GaN的驅動力逐漸發生變化，具體來看，根據英諾賽科招股說明書中引用弗若斯特沙利文的資料：消費電子方面。GaN主要用於手機、電腦、PAD、電視、智能家居等裝置的快速充電器，同時USB-C的廣泛採用推動了多連接埠和大功率充電器需求的增加，進一步擴大的GaN的應用範圍。全球GaN功率半導體市場規模由2019年的不足1億元迅速增長至2023年的14億元，CAGR為102%。同時考慮到GaN在消費電子產品的滲透率不斷提升，以及各類消費電子所用GaN價值量上升，預計消費電子領域的GaN功率半導體市場規模將有2024年的25億元增長至2028年的211億元，CAGR高達71%。新能源汽車方面。GaN主要用於車載充電機、DC-DC變換器、雷射雷達驅動器、無線充電模組、無刷直流電機驅動器等部件。全球GaN功率半導體市場規模由2019年的不足500萬元迅速增長至2023年的7000萬元，CAGR為266%。同時考慮到新能源汽車滲透率不斷提高以及GaN產品價值量的提高，預計新能源汽車領域的GaN功率半導體市場規模由2024年的2.5億元增長至2028年的246億元，CAGR高達216%。太陽能及儲能方面。GaN主要用於微型逆變器、DC-DC變換器、儲能電池等。全球GaN功率半導體市場規模由2019年的不足3000萬元迅速增長至2023年的9000萬元，CAGR為32%。同時考慮到全球儲能系統滲透率不斷提高以及GaN產品價值量的提高，預計太陽能及儲能領域的GaN功率半導體市場規模由2024年的2億元增長至2028年的16億元，CAGR高達69%。圖片說明：GaN按下游應用區分的市場規模及增速，資料來源於英諾賽科招股書要說明的是，儘管弗若斯特沙利文的統計和測算往往過於偏樂觀，其資料作為參考即可，未必能夠完全當真，但從中能夠確定的是，GaN的增長趨勢相當迅猛。為什麼說，AI時代，GaN的好戲才剛剛開始注意到，上述資料的引用，主要來自於英諾賽科的招股說明書，其中市場規模的統計和測算的截至時間節點為2023~2024期間，彼時AI雖然非常火熱，但輝達尚未正式量產BlackWell系列也未正式發佈Rubin系列，伺服器機架的功率密度尚未從30kW飆升至100kW+，儘管傳統矽基電源體積很大、效率較低，但仍可以塞進H100、H200甚至Blackwell的機架內。因此彼時的資料，面對日益革新的AI資料中心，時效性未必足夠。2025年，輝達發佈的新資料中心架構，並正式與多家GaN功率半導體製造商的合作浪潮，包括德州儀器、Navitas、英飛凌科技、英諾賽科等，目標是共同推動資料中心向800V高壓直流架構的轉變。輝達2025年與多家GaN廠商的合作，標誌著AI資料中心大規模部署GaN的開端，基本可以確定的是，高功率密度的GaN將成為解決下一代AI資料中心電源瓶頸的唯一解。Yole Group認為，輝達對人工智慧資料中心的推動，正在為GaN技術創造類似“特斯拉推動SiC（碳化矽）”時刻的市場機遇。圖片說明：下一代AI資料中心需要匹配下一代的電源系統，資料來源於Yole Group根據Yole Group在其報告《Power GaN 2025》中測算，GaN市場的CAGR從2024年的3.6億美元增長42%，隨後增長六倍，到2030年約30億美元。其中電信和基礎設施類股預計將以53%的CAGR增長，到2030年GaN收入將超過3.8億美元，使資料中心成為GaN市場中最有前景的增長支柱之一。”TrendForce的測算更加樂觀一些，認為到2030年GaN市場規模將達到44億美元，並預計到2030年，AI伺服器電源需求將推動GaN在非消費電子領域的佔比從23%提升至48%。圖片說明：Yole測算GaN市場規模及增速，資料來源於Yole Group除了AI資料中心外，AI時代隨著端到端大模型的逐步成熟，另一台GaN的好戲，便是人形機器人。人形機器人本質上是“戴著腳鐐跳舞”的，每一克重量、每一立方釐米空間都要斤斤計較。人形機器人通常擁有40多個自由度或關節（如特斯拉Optimus僅靈巧手就22個自由度），每個關節都需要一個電機來驅動，這便是GaN發揮最大價值的地方。圖片說明：特斯拉靈巧手，資料來源於國金證券例如，傳統矽基MOSFET體積大、發熱嚴重，為了散熱，電機通常無法直接整合在關節內部，需要安裝在機器人軀幹，通過長電纜連接電機，這會導致布線複雜、重量增加（銅線很重）。因此，要想將電機做得足夠小、小到可以直接塞進人形機器人的關節裡，GaN幾乎就成為了一個必選項。換句話說，人形機器人是繼資料中心之後，在AI時代的第二台好戲，這台好戲才剛剛開始。GaN上市公司簡介在港股市場中，涉及GaN業務的公司主要是英諾賽科。在A股市場中，涉及GaN業務的公司包括但不限於三安光電(600703.SH)、聞泰科技(600745.SH)、士蘭微(600460.SH)等等。在全球市場中，涉及GaN業務的公司主要有：英諾賽科、EPC、英飛凌、Navitas及Power Integrations等等。其中英諾賽科2023年的收入在全球氮化鎵功率半導體企業中排名第一，市場份額33.7%。按折算氮化鎵分立器件出貨量計，2023年英諾賽科的市場份額為42.4%，同樣排名第一。圖片說明：2023年全球前五大GaN企業，資料來源於英諾賽科招股書英諾賽科創始人為駱薇薇，應用數學系博士，曾於美國宇航局（NASA）任職十五年，並擔任首席科學家，2015年回國創業，並於2017年成立英諾賽科，IDM模式，成為全球首家實現8英吋GaN晶圓量產的企業。能夠同時進入Google和輝達的供應鏈，已經無需再多言英諾賽科的技術實力如何，前文中關於GaN下游應用和增長前景的論述也無需再贅述，站在資本市場角度，更多關心的是如何估值，尤其是在港股這個環境中。按當前510億港幣市值計算，對應人民幣約450億元，或許當前的估值中，已經蘊含了市場希望在未來幾年內，能夠看到在一個完整會計年度內，淨利潤至少達到10億元的水平。不過好在的是，英諾賽科2025H1的毛利率已經實現了轉正（同比提升28.4個百分點），隨著IDM模式下規模效應的持續顯現，以及下游應用場景的非線性增長，GaN行業或許還有更多驚喜在等待著資本市場。 (估值之家)

在IEDM 2025上，英特爾首次展示了一種基於300mm矽基氮化鎵工藝的氮化鎵Chiplet技術。該氮化鎵Chiplet技術具有以下特點：業界最薄的氮化鎵Chiplet，其底層矽襯底厚度僅為19µm，取自完全加工、減薄和單晶化的300mm矽基氮化鎵晶圓，並展現出卓越的電晶體性能和品質因數；業界首個採用單片整合氮化鎵N-MOSHEMT和矽PMOS工藝的全功能整合片上CMOS數位電路庫，涵蓋反相器、邏輯閘、多路復用器、觸發器和環形振盪器等；TDDB、pBTI、HTRB和HCI測試結果令人滿意，表明該300mm氮化鎵MOSHEMT技術能夠滿足所需的可靠性指標。英特爾認為，這項工作中展示的技術要素表明，300mm GaN-on-silicon 技術是一種有吸引力且功能強大的Chiplet技術，適用於高性能、高密度、高效功率和高速/射頻電子產品。引言隨著計算解決方案向更高功率擴展以應用於圖形和伺服器平台，以及新興的 5G/6G 通訊不斷提高資料速率，氮化鎵 (GaN) 和先進的 3D 封裝等半導體技術在提供超越當前矽和 III-V 族技術的更高性能、更高效率、更高整合度和更高密度方面，正發揮著越來越重要的作用。在此前，就有專家提出了 300mm GaN-on-silicon 技術，由於其卓越的性能指標 (FoM) 以及將低電壓至 48V GaN 與矽 CMOS 整合的能力，正成為高密度、高性能功率和高速/射頻電子器件領域極具吸引力的技術。圖 1 展示了 GaN 負載點電源解決方案的潛在發展方向：從分立式主機板電壓調節器 (MBVR) 到採用 GaN 功率晶片的Chiplet整合，以滿足對更高功率密度、更高效率（例如，降低 I²R 布線損耗）和更緊密整合度的需求。本文展示了實現基於 300mm 矽基 GaN 工藝的 GaN Chiplet技術所需的技術要素。圖 2 展示了 GaN Chiplet整合的示例。首先，值得注意的是，該複合體中用於容納Chiplet的空間非常有限（在所有 xyz 方向上）。因此，GaN 電晶體技術需要具備高密度和高性能，能夠提供接近或超過 10 A/mm² 的高電流密度。此前，我們證明了 300mm 的矽基 GaN MOSHEMT 技術可以實現電流密度接近 ~10 A/mm² 的功率晶片。此外，GaN Chiplet需要超薄（<<50 µm），以便實現短（低縱橫比）、低電阻的矽通孔 (TSV)，從而降低電阻損耗並實現可接受的散熱。在這項工作中，我們展示了業界首個採用厚度僅為 19 µm 的矽襯底的 GaN Chiplet，該矽襯底取自經過全面加工、減薄和單晶化的 300 mm GaN on-silicon 晶圓。其次，GaN Chiplet必須儘可能完整，具備所需的各種功能，例如 CMOS 控製器 、低漏電 CMOS 驅動器、偏置電路（例如 PMOS 電流鏡）和遙測電路等。整合 CMOS 驅動器（例如 DrGaN）和死區時間控製器等功能對於實現最佳效率和快速開關以縮小無源器件尺寸至關重要。該複雜結構中沒有空間容納例如 CMOS 配套晶片。僅僅為了訪問少量 CMOS 元件而在晶片之間進行布線效率低下。因此，對於GaNChiplet技術而言，至關重要的是將關鍵的CMOS元件整合並實現在同一GaN晶片上。為此，我們首次展示了一個功能齊全、完全整合的片上CMOS數位電路庫，涵蓋反相器、邏輯閘、多路復用器、觸發器和環形振盪器等，所有電路均採用單片整合GaN N-MOSHEMT和Si PMOS工藝實現，該工藝通過層轉移技術實現，並使用統一工藝設計套件(PDK)進行設計。第三，GaN MOSHEMT電晶體技術必須滿足基本的可靠性要求。在這項工作中，我們展示了溫度相關介質擊穿（TDDB）、正偏壓溫度穩定性（pBTI）、高溫反向偏壓（HTRB）和熱載流子注入（HCI）方面的良好結果，這表明300mm GaN MOSHEMT技術能夠滿足這些可靠性指標。從高性能 300 毫米矽基氮化鎵晶圓中製備超薄 GaN Chiplet圖 3 展示了減薄並切割成單片的 300 mm GaN-on-silicon 晶圓的照片，包括 (b) 晶圓邊緣和 (c) 晶圓內成功取出一個Chiplet（晶粒）的區域。該晶圓採用 SDBG（研磨前隱蔽切割：stealth dicing before grinding）工藝進行減薄和切割。圖 4(a-c) 展示了從圖 3 所示的 300 mm GaN-on-silicon 晶圓中提取的 GaN Chiplet的 SEM 顯微照片，顯示了厚度僅為 19 µm 的底層矽襯底。橫截面 SEM 顯微照片顯示了完全加工的後端互連堆疊和前端 GaN 器件。需要強調的是，這是業界最薄的完全加工的 300 mm GaN 晶圓。圖 4(d) 展示了一個原型，其頂部 GaN Chiplet翻轉後連接到底部晶圓上。圖 5 展示了從圖 4 中的 GaN Chiplet測得的 GaN MOSHEMT（LG=30 nm，柵漏間距不同）電晶體的 ID-VG 特性。LG=30 nm 的 GaN 電晶體表現出優異的導通電阻 (RON)，以及低於 3 pA/µm 的低漏極和柵極漏電流。圖 6 展示了從圖 4 中的 GaN Chiplet測得的 GaN MOSHEMT（LG=30 nm，LGD=1000 nm，LGFP=900 nm）的 ID-VD 特性。在圖 6(b) 的 BVDS 測量過程中，在維持 78 V (@ 1 µA/µm) 的 VDS 後，該電晶體表現出穩定的 ID-VD 特性（變化小於 2%）。圖 7 顯示了不同 LGD 和 LGFP 的 LG=30nm GaN MOSHEMT 的 Ron-BVDS 和 BVDS-LGD 特性，測量自圖 4 中的 GaN Chiplet。圖 8 顯示，最佳功率 FoM=Ron-QGG ~1 mΩ-nC 由 LG=30nm、LGD=200-250nm 的 GaN MOSHEMT 實現，測量自圖 4 中的 GaN Chiplet。此前，我們採用相對較長溝道長度（LG=250nm）的 GaN MOSHEMT 的 300mm 矽基 GaN MOSHEMT 技術實現了約 10 A/mm² 的電流密度。本文表明，通過縮小電晶體幾何尺寸和間距，可以實現低至 30nm 的短溝道長度（LG），因此有可能實現遠大於 10 A/mm² 的電流密度。圖 9 展示了 GaN MOSHEMT 電晶體的射頻性能。對於最短的 LG 為 30 nm，實現了 212/304 GHz 的高 fT/fMAX 值；在 LG 長達 130 nm 的範圍內，峰值 fMAX 均大於 200 GHz。此處測得的射頻資料（基於圖 4 中的 GaN Chiplet）表明，該器件在射頻和高速應用（例如光子學）方面具有良好的應用前景。這種 GaN Chiplet技術在這些應用中具有潛在的應用價值。CMOS數位電路與GaN MOSHEMT在300mm矽基GaN上的整合圖10為單片整合在300mm矽基GaN晶圓上的GaN N-MOSHEMT電晶體和Si PMOS的透射電鏡(TEM)圖像。圖11為單片整合Si PMOS電晶體（LG=180 nm，RON=2411 Ω-µm，ION=0.35 mA/µm）和GaN MOSHEMT電晶體（LG=180 nm，RON=413 Ω-µm，ION=1.03 mA/µm）的ID-VG特性曲線。圖12為採用單片整合GaN N-MOSHEMT和Si PMOS實現的反相器，展示了測得的反相器Vout-Vin響應以及輸入/輸出波形。圖 13 顯示了 NAND 門及其測量的輸出波形和 (p, q) 輸入波形。圖 14 顯示了多路復用器 (MUX)，展示了 (p, q) 和 Select 輸入訊號的測量輸出波形。圖 15 顯示了採用相同單片工藝實現的環形振盪器佈局，該振盪器包含 7213 級反相器和一個 214 分頻器（由 D 觸發器鏈組成）。在 300 mm GaN-on-Si 晶圓上，每級反相器的測量延遲為 33 ps ± 2 ps (1σ)。這是首次採用 300 mm 單片整合 GaN N-MOSHEMT 和 Si PMOS 工藝，展示了一個功能齊全的片上整合數位電路庫。300mm GaN MOSHEMT 可靠性圖 16 顯示了 GaN MOSHEMT 柵極氧化層的時間相關介質擊穿 (TDDB) 研究結果。根據測得的參數 (β, ASF, VAF)，計算得到的 Vmax 為 1.84 V，對應於 1000 mm (106 µm) 的電晶體寬度，在 90°C 下，10 年壽命，故障率為百萬分之一。該 Vmax 足以滿足此 GaN MOSHEMT 技術的需求，遠低於 p-GaN HEMT 中常見的高柵極電壓 (5-6 V)，因此驅動功耗遠低於 p-GaN HEMT。圖 17 顯示了 GaN MOSHEMT 的正偏壓溫度不穩定性 (pBTI) 研究結果。其中，閾值電壓 (VT) 在飽和至約 +0.43 V 後穩定並停止增加，導通電阻 (Ron) 穩定在 503 Ω-µm（較初始值 416 Ω-µm 增加 21%）。這些結果表明需要進行“老化”過程，以使柵極感應陷阱達到飽和。在讀出 (RO) 間隔期間，移除柵極應力 (Vg,stress)，並在應力移除後的 75 µs 短時間內測量電晶體參數。如此快速的讀出可確保閾值電壓 (VT) 在讀出間隔期間不會顯著恢復。圖 18 顯示，在高溫反向偏置 (HTRB) 研究中，對 GaN MOSHEMT 施加應力電壓 VD,stress=72 V 和 VG,stress=-1 V 後，電晶體導通電阻穩定在初始值的 +16% ΔRon，並且電晶體柵極和漏極的漏電流在整個應力作用下保持穩定。這些結果表明，該器件經歷了一個“老化”過程，其中漏極感應陷阱達到飽和。圖 19 顯示了 GaN MOSHEMT 在不同應力電壓 VD,stress 和不同漏極電流密度 ID,str 下的熱載流子注入 (HCI) 研究結果。對應於 ID,str=0.1 mA/µm 的點是從 ID,str 從 0.3 到 0.9 mA/µm 的測量資料中投影得到的。失效時間 (TTF) 的測量基於失效準則，該準則通過觀察漏極電流變化 ∆ID 達到 -20% 來定義。根據測得的 HCI 資料，預計該電晶體能夠承受 VD > ~15V 且 IDstr < 0.1 mA/µm 的 HCI 應力（1% 的時間），持續 10 年。TDDB、pBTI、HTRB 和 HCI 研究結果表明，該 300 mm GaN MOSHEMT 技術在滿足可靠性指標方面具有良好的應用前景。總結本研究首次展示了一種基於 300mm GaN-on-silicon 的 GaN Chiplet技術。我們展示了業界最薄的 GaN Chiplet，其底層矽襯底厚度僅為 19 µm，該晶片取自經過全面加工、減薄和單晶化的 300mm GaN-on-silicon 晶圓，展現出卓越的電晶體性能和品質因數。我們首次利用單片 GaN N-MOSHEMT 和 Si PMOS 工藝，展示了一個功能齊全、完全整合的片上 CMOS 數位電路庫，從而實現了關鍵片上 CMOS 功能的整合。TDDB、pBTI、HTRB 和 HCI 研究的良好結果表明，該 300mm GaN MOSHEMT 技術能夠滿足所需的可靠性指標。本文展示的Chiplet技術要素，推進了300mm矽基氮化鎵技術的發展，使其成為高密度、高性能、高效率電力電子器件和高速/射頻電子器件的理想選擇。 (半導體行業觀察)

機器人一腳踹出百億市場，中國國產電機驅動技術正悄然崛起。一段機器人“踹飛”CEO的視訊在網路上迅速走紅。視訊中，眾擎機器人CEO趙同陽被自家研發的T800機器人一記飛踹放倒在地，他捂著腹部直呼：“太暴力！太殘暴了！不戴護具絕對骨折！”這戲劇性的一幕引發國內外網友熱議，許多人最初認為這是AI生成的特效視訊。然而這恰恰展示了T800機器人卓越的動力性能——其關節可輸出450牛·米的峰值扭矩，甚至超越了普通家用轎車的發動機。01 視訊背後，T800的硬核實力這段“暴力測評”視訊展示的不僅是行銷噱頭，更是機器人動力技術的實質性突破。T800機器人身高1.73米，自重75公斤，與成人相仿。但它卻能輕鬆完成迴旋踢、飛踢、組合拳等高難度動作。核心在於其搭載的全端一體化高爆發關節模組，相當於給機器人裝上了43個自由度關節軸承。每個關節都是精密的動力系統，協同輸出可達450牛·米峰值扭矩，瞬間關節峰值功率高達14000瓦。這種力量水平使得T800的單次踢擊爆發力極為強悍。更值得關注的是，T800採用了創新的“直膝步態”技術，顛覆了行業主流的“屈膝步態”。傳統機器人始終微蹲行走，像鴨子一樣蹣跚且耗電，而T800則能像人類一樣基本伸直膝蓋走路，能耗直降30%，步伐更加穩健自然。02 氮化鎵電機，機器人性能提升的核心關鍵為何T800能實現如此卓越的動力性能？答案在於其先進的電機驅動技術——氮化鎵（GaN）電機驅動方案。氮化鎵功率器件相比傳統矽基器件，具有更優越的電氣特性，能在更高的開關頻率下工作，從而縮小電機驅動系統的體積與重量。這對於空間受限的機器人關節來說至關重要。目前一台人形機器人包含大、小關節電機約30至40個。小關節使用3至6顆GaN器件，最大的關節更需要使用24顆GaN器件，一台人形機器人共需要使用氮化鎵300顆以上。以某頭部廠商的四足機器人為例，其四個關節，單關節3個驅動，單驅動24顆氮化鎵，共使用288顆氮化鎵器件，總價值量達數千元。氮化鎵三相功率模組專為無人機與人形機器人等對體積、重量、效率和散熱有嚴格要求的應用場景而設計。緊湊的結構和友好的佈局特性，使其特別適合用於人形機器人多軸關節等空間受限的微型驅動系統。03 宏微科技突破，氮化鎵器件賦能機器人關節在氮化鎵技術領域，宏微科技今年實現了關鍵突破。公司已完成多款650V氮化鎵功率器件的產品佈局。宏微科技CTO/總經理崔崡在《碳化矽&氮化鎵產業高峰論壇暨極光獎頒獎典禮》上帶來的《氮化鎵器件賦能人形機器人關節電機發展》報告，明確了氮化鎵技術對機器人產業發展的重要性。宏微科技的氮化鎵功率器件為機器人關節電機提供了更高功率密度和更高效的解決方案。這意味著機器人關節可以做到更小而強大，實現更精細的運動控制和更強大的動力輸出。EPC33110是一款基於氮化鎵技術的先進三相功率模組，為電機驅動應用提供了全新的解決方案。該模組將三個單片半橋高度整合於同一封裝，不僅延續了優異的電氣與熱性能，也大幅縮小了逆變器的整體尺寸。04 固高科技，運動控制技術的引領者在電機驅動之外，機器人的精確運動控制同樣至關重要。固高科技作為運動控制領域的領先企業，擁有先進的“RISC-V異構計算架構 × 奈米級運動控制演算法”，可實現0.001毫米伺服定位精度。固高科技的力矩閉環控制優勢顯著，公司與宇樹科技簽署“神經擬態控製器聯合攻堅協議”，通過片上光電編碼器直連RISC-V協處理器，將48個關節的力矩閉環控制周期壓縮至50微秒，而傳統方案為500微秒。這意味著機器人關節的響應速度提高了10倍。固高科技為機器人提供核心部件及系統，其產品在工業、物流機器人領域已有廣泛應用，並正在配合主機客戶建構人形機器人、四足機器人系統。公司的“開放式機器人控制系統開發平台”可以幫助客戶針對不同工業機器人類型快速開發機器人控制系統。05 量產與成本，機器人商業化的關鍵挑戰隨著技術突破，人形機器人正從實驗室走向規模化應用。眾擎機器人已將T800的價格控制在18萬元起，堪稱“價格屠夫”。這一定價背後是供應鏈國產化的支撐。眾擎機器人在深圳建立了全鏈路數位化智造基地，T800的供應鏈國產化率超過50%。以前航空級鋁合金靠進口，一米要1萬元，現在國產後價格降了一半。成本下降使得售價更加親民，對位元斯拉Optimus使用進口材料售價上百萬元，T800讓普通人也能買得起。然而，國內人形機器人賽道已進入量產競賽階段。就在本月，智元機器人宣佈第5000台通用具身機器人正式量產下線。為應對挑戰，眾擎機器人也將製造中心落地河南鄭州，加速量產交付。摩根士丹利預測，到2045年，人形機器人半導體市場規模將達3050億美元。這一增長將為氮化鎵電機驅動技術帶來巨大市場空間。06 未來展望，氮化鎵驅動下的機器人革命氮化鎵電機驅動技術正成為下一代機器人實現更強大運動控制性能的關鍵。隨著特斯拉、智元、宇樹等領先機器人廠商已開始應用氮化鎵驅動方案，這一產業趨勢剛剛興起，潛力巨大。宏微科技、固高科技等國內企業在氮化鎵電機驅動與運動控制領域的技術突破，為中國機器人產業在全球競爭中贏得了主動權。從材料到工藝，從設計到製造，國產機器人正在展現出越來越強的競爭力。未來，隨著氮化鎵技術的進一步成熟和應用普及，我們將看到更多像T800這樣具有強勁動力的機器人出現在各種應用場景，從工業生產到特種作業，從物流配送到家庭服務，機器人技術正迎來新一輪革命性突破。隨著T800機器人的批次生產，眾擎機器人已宣佈在河南建立製造中心，計畫在2027年實現年產1-2萬台的目標。接下來，機器人動力系統的競爭將轉向氮化鎵技術的深度研發和應用創新。機器人行業未來將呈現多元化應用場景，從汽車製造到物流搬運，從危險環境作業到家庭服務，強勁的動力性能與精細的運動控制相結合，將賦予機器人更大的應用空間。 (吐故納新溫故知新)

高頻、高效、高功率密度，指甲蓋大小的氮化鎵晶片正成為機器人產業騰飛的關鍵支撐。2025年被視為人形機器人量產元年，而第三代半導體氮化鎵（GaN）正成為這場機器人革命的核心推手。從特斯拉Optimus嘗試採用GaN驅動方案，到智元機器人在脖子、手肘等關鍵部位搭載英諾賽科的GaN晶片，再到宇樹科技、樂聚機器人等主流機器人公司確定使用氮化鎵關節電機驅動，GaN技術已從早期的技術探討轉變為明確的產業共識。01 機器人革命的“功率神經”人形機器人產業正經歷從“炫技”到“實用”的關鍵轉型。而在北京機器人馬拉松比賽中暴露的關節過熱、續航不足等問題，凸顯了傳統矽基晶片已難以滿足機器人高負荷運行的需求。氮化鎵作為第三代半導體材料，憑藉其高頻、高能效、耐高壓等特性，成為破解機器人關節驅動精度、功率密度與散熱難題的“金鑰匙”。英諾賽科產品開發部副總經理王懷鋒指出：“氮化鎵晶片具有更小的導通損耗、更低的開關損耗、沒有反向恢復損耗以及更小的器件體積。這些優勢在機器人關節電機驅動等關鍵應用中，切實解決了傳統技術面臨的諸多痛點。”據最新市場資訊，在12月4日至5日期間，GaN在機器人關節電機驅動方案中的應用已獲產業界一致認可，標誌著該技術正式進入規模化商用階段。02 氮化鎵的性能優勢與傳統矽基晶片相比，氮化鎵在機器人關節驅動中展現出三大核心優勢：更高的工作頻率、更低的導通損耗和更小的體積。在開關速度方面，氮化鎵器件可輕鬆實現數百千赫茲甚至兆赫茲等級的高頻開關，而矽基MOSFET的典型工作頻率通常僅為幾十千赫茲。這一特性直接推動了人形機器人伺服控制系統中PWM控制精度的提升。導通損耗大幅降低是另一大優勢。氮化鎵器件的導通電阻比矽基器件低一個數量級，導通損耗相比傳統矽基器件降低50%-70%。意優科技技術總監李戰猛透露：“氮化鎵驅動器的轉換效率可達98.5%以上，而傳統矽基方案的效率通常在85%-95%之間。這意味著在相同面積下，我們可以獲得更高的功率輸出，滿足人形機器人高爆發力運動的需求。”體積方面，採用GaN方案後，驅動板體積可直接縮減50%，解決了機器人關節空間緊湊佈局的痛點。英諾賽科的100V氮化鎵晶片應用於人形機器人關節驅動時，成功將電源模組的體積減少了30%。03 產業鏈佈局與國產化機遇面對這一新興賽道，國內外企業紛紛前瞻佈局。英諾賽科作為全球最大的8英吋矽基氮化鎵IDM廠商，2024年全球市場佔有率達40%以上，累計出貨量超過20億顆。該公司的氮化鎵產品已成功應用於人形機器人的上下身肢體關節，使功率提升30%，轉換效率提升5%。國際大廠同樣密切關注氮化鎵在人形機器人上的應用。德州儀器在今年2月的報告中指出，氮化鎵可以在高PWM頻率下以低損耗輕鬆實現更高精度的電機控制。英飛凌則推出了其12英吋氮化鎵功率半導體晶圓技術，預計首批樣品將於2025年第四季度交付客戶。在國產化方面，宏微科技自主研發的GaN100V/7mΩ型號產品適配機器人核心驅動需求，已向下游廠商送樣。固高科技發佈了適用於機器人的GSFDGaN氮化鎵伺服驅動器，在48V以內指標做到全球同級最高。三安光電的矽基氮化鎵技術平台已針對人形機器人關節及靈巧手電機領域進行產品最佳化，公司擁有每月2,000片的矽基氮化鎵產能，為規模化供應奠定了基礎。04 市場前景與增長潛力隨著人形機器人從實驗室走向規模化生產，GaN電機驅動市場規模預計將迎來爆發式增長。未來五年，複合增長率有望超過700%。一台人形機器人包含大、小關節電機約30至40個，小關節使用3至6顆GaN器件，最大的關節需要使用24顆GaN器件，一台人形機器人共需要使用氮化鎵器件約300顆。隨著機器人自由度和功率密度的提升，單個機器人使用的氮化鎵器件數量有望超過1000顆。價值量方面，以人形機器人單台60個關節計算，每個關節需配置6-8個氮化鎵器件。參考TI公司LMG系列4.4-7美元的單價，若全面採用GaN，單台機器人的GaN器件價值量將超過1萬元人民幣。英諾賽科董事長駱薇薇預測：“2030年全球氮化鎵功率半導體市場規模將達500億元，未來氮化鎵功率半導體市場規模可能比預測規模更具有想像力。”王懷鋒甚至更加樂觀地表示：“未來5年機器人會爆發式增長，因應用場景豐富，這個市場會比新能源汽車大100倍。未來的機器人，全身都會是氮化鎵產品，將會成為氮化鎵的最大應用市場。”05 挑戰與未來路徑儘管氮化鎵技術優勢顯著，但其大規模應用仍需突破驗證關。意優科技技術總監李戰猛坦言，氮化鎵器件在消費電子領域已大規模普及，但在機器人電機驅動領域尚處於批次驗證階段。硬體與軟體發展不匹配是另一個挑戰。李戰猛認為，“軟體在AI加持下發展迅猛，但硬體在材料、工藝等方面仍需突破。”成本問題也是氮化鎵晶片推廣應用的重要因素。不過，國內半導體廠家正通過釋放規模效應、提升良率、改善工藝等方式降低氮化鎵製造成本。英諾賽科是全球首家實現8英吋矽基氮化鎵晶圓量產的企業，這項技術相比行業常見的6英吋晶圓，能使單片晶圓晶粒產出提升80%，單顆晶片成本降低30%。隨著產能進一步擴大，單位固定成本將顯著降低。展望未來，李戰猛描繪了人形機器人的發展路徑：“未來5年內，人形機器人將逐步進入工廠，替代枯燥、重複、危險的工作，形成百億乃至千億級市場；而站在10年的時間維度上，人形機器人有望像汽車一樣走進家庭，成為具有兆級市場的家用智能終端。”不僅是關節驅動，氮化鎵技術還滲透到機器人的能源管理系統、感知與通訊系統等核心環節。隨著特斯拉、智元等頭部企業明確將GaN驅動器作為核心元件，一個全新的產業鏈正在形成。未來5年，機器人GaN電機驅動市場規模複合增長率有望超過700%，到2030年，全球人形機器人市場達到數百萬台規模，僅GaN驅動器件市場規模就可能突破百億元。 (吐故納新溫故知新)

10月21日消息，近日美國「大西洋理事會」發布了一份報告，介紹了中國宣布對金屬鎵及相關物項實施出口管制之後，美國所面臨的「缺鎵」困境，以及希望透過「廢物製鎵」的方式，回收已經流經美國國內工業體系的鎵。全球鎵供應依賴中國2023年7月3日，中國商務部與海關總署就共同發佈公告，宣布對鎵、鍺相關物項實施出口管制。而鎵、鍺屬於製備鎵類或鍺類相關化合物半導體所鬚的材料。2024年12月3日，中國商務部再度發佈公告稱，根據《中華人民共和國出口管制法》等法律法規有關規定，為維護國家安全和利益、履行防擴散等國際義務，決定加強相關兩用物項對美國出口管制。具體內容包括：禁止兩用物項對美國軍事用戶或軍事用途出口；原則上不予許可鎵、鍺、銻、超硬材料相關兩用物項對美國出口；對石墨兩用物項對美國出口，實施更嚴格的最終用戶和最終用途審查。身為全球金屬鎵、金屬鍺儲量及產量最大的國家之一，中國對鎵、鍺相關物項實施出口管制，對全球的科技產業也帶來了重大影響。根據美國地質調查局（USGS）公佈的數據，目前全球金屬鎵的儲量約為27.93萬噸，而中國的儲量最多，達到19萬噸，佔全球儲量的68%左右；相比之下，美國的儲量還不到中國的1/40，只有0.45萬噸。從產量來看，中國產量佔全球鎵產量最高。德國和哈薩克分別於2016年和2013年停止了鎵生產。 （2021年德國宣布將在年底前重啟初級鎵生產），匈牙利和烏克蘭分別於2015年和2019年停止鎵生產，中國鎵佔全球鎵產量持續提升，截止2021年，佔全球鎵產量已超90%。受中國出口管制的影響，歐洲鎵的現貨價格迅速飆升了40% 以上，導致交貨時間延長，並迫使晶片晶圓廠減少庫存並優先考慮關鍵項目。因為在許可證獲得批准之前，相關貨物不能離開中國，這迫使賣家等待，一些買家動用庫存。「這起事件不僅擾亂了大宗商品市場，還暴露了美國國防工業基礎的斷層線。」《大西洋理事會》的報告指出：「鎵具有巨大但被忽視的戰略價值。這種不起眼的金屬嵌入雷達、導引頭、安全射頻鏈路和衛星太陽能電池中，對於先進的電子出口系統至關重要。美國沒有國內生產鎵，也缺乏政府庫存來緩衝中國的系統至關重要。鎵的戰略利益與供應困境鎵不像銅或鋼那樣的大宗商品。雖然美國每年國防體系內的消耗量僅20 噸左右，足以由一輛平闆卡車容納。然而，這個小體積支撐著整個美國國防工業基礎。因為鎵對於電子供應鏈至關重要，許多先進的美國武器系統和衛星都需要鎵。此外，許多民用的電子產品對於含鎵的化合物半導體的需求更大，例如眾多的氮化鎵快充充電頭當中都有用到鎵。諷刺的是，鎵無所不在，卻又無處可尋。因為它以微量存在於許多每天加工的礦石中，例如氧化鋁、鋅和煤渣。然而，如果沒有深思熟慮的回收策略，鎵就會消失在廢物中。中國擁有近99% 的初級產量，不是因為它發現了更豐富的礦床，而是因為中國幾十年前就選擇在鋁生產過程中回收鎵。中國目前對鎵的出口管制，並不是的完全的禁止出口，而是將鎵的出口進行嚴格的監管。該報告稱，如果中國真的完全禁止對外出口，“那麼美國的經濟、軍事和技術優勢所面臨的危險，將比大多數政策制定者意識到的要危險得多。”美國無法擺脫鎵困境。因為鎵在礦石中的含量很少超過百萬分之幾，而是在無形中遍布在鋁礦石和鋅礦石中。與鋰或銅等富集礦不同，目前尚未發現品位足夠高的鎵礦床。一個歷史上的例外是美國猶他州的Apex 礦，該礦於1980 年代重新開放，從獨特濃縮的礦床中提取鎵和鍺。由於大宗商品價格下跌、礦石品質問題和昂貴的冶金，但它在兩年內關閉。 Apex 的關閉表明，原生鎵開採是不可持續的。Apex 的關閉也使美國完全依賴進口。美國幾乎所有的低純度鎵和大部分的高純度鎵都來自中國，只有美國紐約的一家工廠將進口原料和半導體廢料升級為高純度鎵金屬。這是一項關鍵能力，但對於使戰爭物資供應鏈免受衝擊而言，其能力太有限。當中國實施出口許可證時，美國買家除了減少他們持有的少量庫存外別無後備。其他國家對風險的管理方式不同。日本和韓國將政府儲備鎵作為其更廣泛的關鍵礦產戰略的一部分。人們普遍認為中國擁有國家庫存，但數量尚未披露。相較之下，美國沒有將鎵納入國防後勤局的年度物資計劃，也沒有將其納入國防儲備。美國希望“廢物製鎵”「大西洋理事會」指出，鎵在理論上很豐富，但在實踐中卻難以獲得。美國精煉的每一噸氧化鋁或鋅都含有微量鎵。雖然僅捕獲1% 的副產品就可以滿足美國的需求，但如果沒有專用的回收設備和技術，鎵就會消失在紅泥、爐渣或煙囪中。所以，對於美國的鎵安全來說，它的解決方案不會來自新礦山，而是需要像對待任何武器計劃一樣認真對待微量鎵回收，尤其是在下一次供應衝擊來襲之前。「廢棄物製鎵」方法利用了已經處理數百萬噸氧化鋁、鋅、煤渣和半導體廢料的基礎設施。現在，美國華盛頓必須鼓勵工業以軍事物資所需的純度擴大規模、合格和維持產出。「大西洋理事會」也給了美國增加國內鎵供應有五種方式：首先，氧化鋁精煉提供了增加鎵庫存最快的方法。在鋁生產中，大部分鎵溶解在苛性鹼中，其餘的則結合在赤泥廢料中。中國決定安裝捕集裝置，將其鋁精煉廠變成了一項戰略資產。美國今天沒有這樣的能力，儘管試點正在出現。例如，ElementUS 在路易斯安那州擁有3000 萬噸赤泥，正在測試回收鎵以及鐵、氧化鋁和鈧的流程圖。該專案強調，雖然鎵回收很少單獨具有經濟意義，但當將其納入多產品策略時，它是可行的。其次，鋅冶煉廠可以使鎵提取的來源和方法多樣化，提高供應鏈的彈性。鎵往往集中在黃鐵礦和針鐵礦等殘留物中，這些殘留物可以浸出和精煉。 Nyrstar 在田納西州經營一家大型工廠，該公司已提出鎵鍺回收迴路的計劃，該迴路能夠滿足美國很大一部分需求。化學過程相對簡單，並經過國家實驗室測試驗證，但融資仍然難以捉摸。如果沒有有針對性的支持，像這樣有前途的專案將永遠不會離開繪圖板。第三，需要透過盟友和夥伴確保鎵供應。 2025 年，力拓和銦公司在加拿大魁北克省的Vaudreuil 氧化鋁精煉廠展示了鎵回收，並在美國紐約進行了試點步驟。 RemovAL 等歐洲試點公司正在測試紅泥浸出，而日本和韓國正在投資回收過程。模式是明確無誤的；預計未來鎵資源短缺的國家正在將鎵捕獲嵌入其工業生態系統中。美國政策制定者應鼓勵與盟友和夥伴進行鎵回收整合，以最大限度地增加選擇。值得一提的是，當地時間10月20日，澳洲宣布與美國達成85億美元關鍵礦產和稀土合作協議。其中就包括美國將在西澳投資興建一座年產能100噸的鎵精煉廠。美國鋁業公司今年8月也磨蹭宣布，正與日本探討在其位於西澳的一家氧化鋁精煉廠進行鎵回收計畫的可行性。第四，煤基廢棄物提供了另一種鎵捕獲選擇。粉煤灰和酸礦排水中含有低濃度的鎵。能源部試行了最初為稀土元素設計的輕酸浸出工藝，這些稀土元素可以適應回收鎵。經濟性取決於共同回收其他關鍵礦物，但將廢棄物堆轉化為戰略原料的前景表明了該方法的多功能性。最後，最容易被忽略但又最容易的鎵回收途徑是半導體廢棄物。紐約的一家美國煉油廠已經將廢料升級為高純度鎵。雖然規模不大，但這種能力透過更短的供應鏈和清晰的可追溯性提供軍用級材料，這對於需要安全、可審計來源的國防買家來說是有利的。美國應該尋求增加回收半導體廢料的煉油廠數量，以建立高純度鎵庫存。「大西洋理事會」補充稱，從廢物流中回收鎵不是一場科學賭博，這種模式的成功已經被證明了幾十年。美國需要的是深思熟慮的政策決定，將廢棄物轉化為儲備的鎵。實現這一目標需要美國的融資、資格優先的資助和國家層級的儲備支持，如果沒有這些支持，也無法實現。(芯智訊)

作為第三代半導體材料的代表，氮化鎵被稱為“半導體遊戲規則的改變者” 。2015年，看好氮化鎵的前NASA科學家駱薇薇回國創業，如今，她已是全球氮化鎵晶片的王者。AI正帶來一系列的用電挑戰與變革。科技巨頭們則忙著制定新的遊戲規則，引領行業前進。比如，輝達就決定引領資料中心電力系統的換代，從54V直流架構升級到800V高壓直流架構，目標在2027年全面部署，以滿足AI算力需求暴增後的供電效率。8月1日，輝達公佈了800V直流電源架構合作夥伴名錄，7家企業入選了晶片供應商名單，有美國老牌晶片大廠、“張忠謀的老東家”德州儀器，日本知名半導體製造商羅姆，德國汽車晶片巨頭英飛凌，歐洲的意法半導體等等——“最年輕”的，是來自中國的半導體廠商英諾賽科。三天後，英諾賽科在官網發文，“本公司第三代氮化鎵GaN晶片具備高頻、高效率與高功率密度等特性，為輝達800VDC架構提供從800V輸入到GPU終端，覆蓋15V到1200V的全鏈路氮化鎵電源解決方案。”英諾賽科能被輝達看中，與國際大廠並肩站在AI舞台的中央，靠的就是對氮化鎵晶片技術的研究。製材直接決定著晶片的成本、效率和性能。自1950年代晶片發明至今，先後有以矽為代表的第一代晶片材料，以砷化鎵和磷化銦為代表的第二代晶片材料，以及氮化鎵、碳化矽為代表的第三代材料。其中，矽依然憑藉穩定性高和地殼含量多等因素佔據晶片材料的主流選擇。1980年代興起的以砷化鎵和磷化銦為代表的化合物晶片，主導了移動通訊基站、衛星通訊系統等場景，但在整個晶片應用領域仍屬小眾。2010年開始登上舞台的氮化鎵，則被認為有可能對矽產生顛覆性的影響，因為它的各種特性都優於矽，而且特別適合AI時代。以氮化鎵為材料做出的晶片，具有高功率、低能耗、體積小的特性，以AI時代最迫切需要的資料中心為例，應用氮化鎵晶片，可使單機房算力密度提升10倍以上。成立於2015年的英諾賽科，目前已是氮化鎵晶片領域的龍頭企業，在全球氮化鎵功率半導體市場份額排名第一，市佔率達42.4%，2024年在港股上市，目前市值近900億。英諾賽科創始人駱薇薇為美籍華人晶片專家，她曾在NASA工作15年，從項目經理一路做到首席科學家。2014年，美國納微半導體成為全球首個推出氮化鎵功率晶片的公司，全球氮化鎵材料晶片的研發與應用加速，一直關心著中國晶片發展的駱薇薇認為，這是中國實現晶片趕超的機會，於是決定回國創業。駱薇薇曾用三個“難”字形容英諾賽科的創業之路，研發難、融資難、建廠也難，最初談了十幾個投資機構都黃了，但她始終對氮化鎵充滿信心，“我們沒有被‘固有經驗’勸退，每天朝著‘不可能’多走一步，走到了今天。”2015年12月，駱薇薇回國創業，在珠海高新區成立英諾賽科，出資方包括英諾賽科、國企珠海高新創投和珠海高新技術創業服務中心，註冊資本10億人民幣。即便自身是晶片專家，要在前沿領域做一家新公司，難度依然可想而知，得知消息的朋友，也曾勸她，“氮化鎵的坑太深了，不熬八、九年別想量產。”但駱薇薇認為，困難是可以克服的，而且難才更顯意義。“在NASA的工作經歷讓我積累了勇氣，再難的事，也敢做可行性分解，按邏輯一步一步去完成。”非但如此，她還一開始就選擇了最困難的方式，立志徹底掌握核心，創造出一個不同的成功樣本。自台積電張忠謀將晶片產業的設計製造一劈為二，分為晶片製造（代工）、晶片設計以來，晶片創業公司大都選擇了資產門檻更低，也更能聚焦力量投入研發的設計路線，而製造則交給台積電、中芯國際等專業大廠。但駱薇薇和創始團隊卻選擇了IDM全產業鏈模式，把設計、製造、銷售都掌握在自己手裡。這麼選的理由是，只有有了自主可控的生產線，才能解決氮化鎵晶片大規模推廣的三大痛點：價格、量產和供應鏈保障。而且，他們還更有挑戰性地決定：直接製造領先業界的8英吋晶圓，而不是當時市場主流的6英吋晶圓。相比6英吋，8英吋晶圓能多產出80%的晶粒，降低30%的成本，做8英吋能真正把價格打下來，但每擴大一英吋，難度都呈指數級上升，要攻克一系列技術難關。創業頭兩年，駱薇薇就像是“救火隊長”，帶領團隊四處突圍，買不到歐美卡脖子的裝置，就想方設法找舊機器，年輕人工程師沒經驗，就駐守車間一遍一遍地教……最終，英諾賽科克服一系列困難，攻下了兩大核心技術，一是突破了低翹曲度、低缺陷及位錯密度、低漏電晶圓製造等世界級挑戰，成功掌握了8英吋矽基氮化鎵外延技術；二是開發出8英吋矽基氮化鎵器件製造工藝流程。2017年11月，英諾賽科建成了中國首條8英吋矽基氮化鎵外延與晶片生產線，於無聲處響了一記驚雷，受到了行業內外的關注，也為擴大產能找到了“伯樂”。當時，正在加碼晶片產業的江蘇蘇州，邀請英諾賽科入駐其汾湖新型半導體產業園，支援其開建了被列為江蘇省重點項目的、投資總額就高達80億元的第三代半導體基地。2020年夏天，英諾賽科的8 英吋晶片生產線迎來重大突破，產品良率達到92%，那天，一身油污工服的駱薇薇跟工程師團隊一起歡呼勝利。2021年6月，英諾賽科（蘇州）半導體公司舉行了量產暨研發樓奠基儀式，標誌著全球最大的氮化鎵生產基地正式投產，對全球第三代半導體技術的發展意義重大，上海、蘇州和國家積體電路產業投資基金的相關領導都出席了慶典。歷經6年艱辛研發，英諾賽科的8英吋矽基氮化鎵終於開啟了大規模量產的階段。隨著量產的實現，英諾賽科得以大展拳腳，一位強援的加盟更是如虎添翼，他就是中芯國際技術研發副總裁吳金剛博士。吳博士在中芯國際任職20年，是先進工藝製程業務的核心管理者，能讓他放棄千萬股權激勵離職，很多人猜測下家可能是華為，但沒想到是擔任英諾賽科的CEO。打動吳博士的不是企業的規模，而是一個有更大想像力的未來，這也是駱薇薇她們所相信的，“氮化鎵技術將重塑AI算力、新能源汽車、機器人等未來產業的賽道。”以人形機器人為例，機器人的靈活性取決於關節電機，傳統電機存在體積大、發熱高、續航短等問題，而未來單個機器人的關節將從今天的幾十個增加到兩百個以上，如果應用氮化鎵驅動模組，將徹底解決關節電機的問題，讓人形機器人無限接近人的靈活性。在消費電子領域，氮化鎵技術帶來的改變已經出現，其低邊驅動器晶片能縮小電源系統的尺寸，降低功率損耗，延長電池的使用時間，進而被諸如手機，乃至新能源汽車相關產品採用。2021年10月，英諾賽科自主研發的雙嚮導通產品VGaN率先匯入OPPO手機，成為世界第一款匯入智慧型手機內部電源開關領域的氮化鎵晶片。隨後，智能充電品牌安克也採用了英諾賽科的氮化鎵晶片，兩家共同發佈了全球首款65W全氮化鎵快充，攜手把手機快充裝置推進到“氮化鎵時代”。與手機快充一同快速發展的，還有英諾賽科的汽車電子業務，2022-23年，其多款車載充電器、雷射雷達電源晶片產品獲得了AEC-Q101車規級認證。在英諾賽科的C輪融資中，寧德時代董事長曾毓群以個人名義投資了2個億，英諾賽科也收穫了寧德時代這個重要的客戶，為其鋰電池相關裝置提供電源模組。2023年，不斷取得頭部客戶的英諾賽科，營收突破5億達5.93億元，截至當年8月，其氮化鎵晶片出貨量突破3億顆，實現了消費和工業級產品（手機、LED、汽車雷射雷達、資料中心）的大批次交付，一躍成為全球消費類領域最大的氮化鎵供應商，市場份額高達42%，雖然依然虧損，但盈利的曙光已經展現。如此業績，也讓英諾賽科遭到國外同行阻擊。2023年5月，美國氮化鎵巨頭宜普就向聯邦法院和美國國際貿易委員會（ITC）指控英諾賽科專利侵權，意欲禁止其產品出口美國，但英諾賽科的700+項技術專利，瓦解了對方的進攻，取得了專利案的勝利。打贏專利官司的另一邊，英諾賽科不斷加快走向全球市場的速度，在矽谷、首爾、比利時等地設立了子公司和研發中心。駱薇薇常對海外團隊說，要讓世界相信‘中國芯’。而且，技術出身的她，也會變成“推銷”高手給同事們支招，“你們除了聊參數、技術之外，也要直觀地告訴客戶，用我們的晶片，能讓您的新能源車多跑50公里，資料中心的能耗降低20%。”8月28日，英諾賽科發佈了2025年的半年報，營收5.53億元，比去年同期增長43.4%，毛利率由負轉正為6.8%，還與頭部客戶全球首次實現搭載氮化鎵晶片的機器人量產出貨。據諮詢機構調研，隨著AI資料中心、新能源汽車、機器人的迅猛發展，對第三代半導體晶片的需求也將越來越大，除了氮化鎵，同屬第三代晶片材料的碳化矽也在快速增長，其2030年的市場規模將達到150億美元。而據業內專家預測，氮化鎵晶片市場將在兩到三年內達到數十億美元的規模，並在未來十年內達到約數百億美元。因此，氮化鎵晶片的競爭仍會相當激烈，英諾賽科的勁敵英飛凌已經宣佈，其成功研發的12英吋晶圓量產在即，而駱薇薇的征程也剛到中途，她的目標是：“做第三代晶片的台積電、輝達，不是羨慕人家的規模，而是技術上的話語權。”今年春節，英諾賽科爆單了，員工們無暇過節，每天安排70人堅守在無塵車間，為了響應海外使用者的需求，維護團隊24小時待命，一位研發工程師看著實驗室裡毫米見方的氮化鎵晶圓，對記者說：“我們追趕的不是時差，是時代。” (投資家)

半導體的進步既是工藝製程的進步，也是半導體材料的進步。縱觀新能源汽車和消費電子的發展歷程，第三代半導體憑藉其禁頻寬度極寬、高導熱率等優勢，在推動產業發展中發揮著重要作用。AI時代，第三代半導體也沒有落下——今年5月，輝達宣佈，其下一代800V HVDC架構採用納微半導體的GaNFast氮化鎵和GeneSiC碳化矽技術開發。但技術的演進從來不是簡單的線性替代。在AI時代，一場“逆襲”正在悄然上演。曾經被視為“過渡技術”的第二代III-V族化合物半導體磷化銦(InP)，正重新站到聚光燈下。光晶片龍頭公司Lumentum不久前發佈了最新財報，多項資料超出市場預期，背後的強勁動力就來自光學硬體的強勁需求。2025年第二季度，公司創下EML出貨收入新高，並開始向多家超大規模客戶部署200G通道速率的EML雷射器——這裡提到的EML，即是基於Lumentum磷化銦平台。Lumentum表示，正大力投資磷化銦製造產能，以確保未來幾年供應能夠滿足“預期激增的需求”。高需求預期之下，作出擴產選擇的並不止Lumentum。日本半導體材料商JX金屬7月表示，擬投資15億日元（約合0.73億元人民幣），將其位於日本茨城縣北茨城市磯原工廠的磷化銦襯底產能提高約20%。JX金屬是全球少數幾家磷化銦襯底製造商之一。公司表示，隨著光通訊在AI資料中心資料傳輸中使用規模擴大，公司磷化銦襯底需求也日益增長，預計未來磷化銦襯底的需求將持續走高，公司正在考慮進一步進行投資，並根據需要靈活調整。為什麼是磷化銦？磷化銦是由磷和銦組成的二元半導體材料，是僅次於矽之外最成熟的半導體材料之一，被廣泛應用於生產射頻器件、光模組、LED（Mini LED及Micro LED）、雷射器、探測器、感測器等器件。在過去，磷化銦主要應用於電信裝置和特殊儀器中，產品應用面相對冷門。20世紀80年代，磷化銦首次被用於電晶體中，20世紀90年代，磷化銦被用於電信用電吸收調製雷射器中。但隨著AI熱潮掀起，因磷化銦具有飽和電子漂移速度高、發光損耗低的特點，高度符合AI高速計算需求，能讓資料順利實現高速傳輸，由此成為光晶片上游的關鍵原料，從曾經的冷門產品一躍成為AI產業鏈中最炙手可熱的材料之一。光晶片以光子為載體，通過光波導、調製器、探測器等元件實現超高速、低功耗及大頻寬的資訊處理，核心材料體系以矽基（低成本、CMOS 相容）與磷化銦（高效光源） 協同為主。國信證券指出，矽是理想的光電子整合平台，矽基材料與化合物材料結合有望充分平衡性能與成本。其中，Ⅲ-Ⅴ族材料如磷化銦是高性能雷射器的核心材料，因為這類材料是直接帶隙材料，具備高發光效率。天風證券此前報告認為，AI算力提升浪潮下，金屬材料產業鏈迎來發展新機遇。其中，在資料傳輸層面，磷化銦襯底可被廣泛應用於製造光模組器件，在5G通訊、資料中心等產業迅速發展及AI算力提升的拉動下，有望蓬勃發展。據Yole預測，2019年全球磷化銦襯底市場規模為0.89億美元，2026年全球磷化銦襯底市場規模為2.02億美元，2019-2026年複合增長率為12.42%。資料顯示，中國是全球最大的磷化銦供應國，佔比約六成，之後依序為德國、日本與美國。磷化銦襯底前三大供應商分別是日本住友電工、美國AXT以及法國II-VI；其中，AXT市佔率高達六至七成，主要生產基地位於中國。值得一提的是，日前九峰山實驗室宣佈在磷化銦材料領域取得重要技術突破，成功開發出6英吋磷化銦（InP）基PIN結構探測器和FP結構雷射器的外延生長工藝，關鍵性能指標達到國際領先水平。這一成果也是國內首次在大尺寸磷化銦材料製備領域實現從核心裝備到關鍵材料的國產化協同應用。 (財聯社)