氮化鎵市場，中國扮演重要角色

隨著寬帶隙材料開始取代電力電子中的矽，氮化鎵在消費領域也逐漸站穩了腳跟。尤其是在中國，氮化鎵將在未來幾年助力電力設備市場的大幅增長。

作為第三代材料，GaN 仍在不斷創新和發展（第一款商用功率器件僅在10 年前推出），在電力電子領域有著迷人的前景。

根據Yole預測，到2027年，功率GaN 器件市場的價值將從2021 年的1.26 億美元增長到20 億美元，預期的年復合增長率高達59%。Yole預計，在此期間會有許多併購、大量投資。在應用方面，除了獨特的合作夥伴關係，GaN 滲透到汽車和電信/數據通信等應用中。

消費驅動GAN，尤其是在中國

到目前為止，消費領域一直是OEM 採用GaN 的主要驅動力，這要歸功於材料的成本和效率優勢，而且這種趨勢預計不會放緩。Yole Intelligence 預測，功率GaN 市場的消費應用預計將從2021 年的7960 萬美元增長到2027 年的9.647 億美元，複合年增長率為52%。到2027 年，消費行業將佔整個行業的48%。

由於對更快、更便宜和更環保的電子設備供電的需求，快速充電一直是推動這種採用的主要應用。

借助GaN，智能手機製造商可以製造外殼尺寸更小且性價比更高的充電器。儘管基於GaN 的器件的單價比矽貴，但更高的頻率和更高的功率密度值導致每瓦美元更低。比較三星的矽基和GaN 基充電器有助於證明這一點：三星的45W Si 快速充電器的功率密度為0.55W/cm³；而其45W 基於GaN 的充電器擁有0.76w/cm³的功率密度，佔地面積縮小了近30%。

小米、vivo、聯想、OnePlus Technology 和Nubia 等中國OEM 只是報告中提到的過去兩年發布快速充電器的少數幾家公司。

雖然其他地區的電子OEM 擁有GaN 快速充電產品，例如蘋果（美國）和三星（韓國），但在該地區卓越的製造能力和專用供應鏈的支持下，中國OEM 的數量要多得多，這使得該地區能夠在功率GaN 消費領域佔據主導地位。自2021 年以來，中國國內供應鏈已經能夠以自下而上的方式支持氮化鎵大批量出貨。該地區是最大的消費品市場之一，這種需求推動了集成設備製造商(IDM) 的發展，代工廠和包裝商/OSAT。

英諾賽科（Innoscience）和三安集成電路是功率GaN生態系統中的兩個重要的中國參與者，有助於推動中國的領先地位。Innoscience是全球最大的專注於GaN技術的8英寸IDM；而三安集成電路是一家化合物半導體晶圓代工企業，為高效電源設計提供GaN代工服務。

圍繞氮化鎵消費領域，其他即將推出的應用包括音頻設備，例如D 類音頻放大器，這在未來幾年可能會佔用少量業務。然而，預計快速充電器將成為預測期內消費市場的主要驅動力。

原始設備製造商考慮大功率充電器

智能手機快速充電器的目標功率高於75W 的新趨勢可能會在不久的將來推動智能手機OEM 對GaN 的採用。大多數國家超過75W 的功率需要功率因數校正(PFC) 電路，這需要使用更多的GaN 含量。

目前市場上大多數基於GaN 的充電器都在65W 左右或以下，這是性價比的“最佳點”。但隨著對更快充電的需求持續增長，原始設備製造商正在考慮在為消費者帶來的額外好處（充電速度顯著提高以及能夠使用相同的充電器為筆記本電腦充電）與單價之間進行權衡。

目前存在數量有限的高功率設備，例如小米的210W 快速充電器，它允許用戶在短短9 分鐘內將其Redmi Note 12 Discovery 的4,300mAh 電池從空充電至充滿。對更快、功能更強大的充電器的需求是否會延續這一趨勢？

GaN 的新興應用

在消費領域10 年後，GaN 技術日趨成熟，這也引致該材料開始滲透到工業應用中。例如，汽車和電信/數據通信行業目前的立足點很小，但預計在未來幾年將實現高速增長。

分析師預測，汽車和移動行業的氮化鎵需求將從2021 年的530 萬美元增長到2027 年的3.089 億美元，複合年增長率達到驚人的97%。電信/數據通信將以69% 的年增長率增長，到2027 年將達到6.178 億美元。

從2024-25 年，汽車市場的主要驅動力將是電動汽車的車載充電器（AC-DC 轉換）以及DC/DC 轉換器（電壓範圍為48 V 至400 V）。從長遠來看，大概到2030 年左右，OEM 將開始考慮在主逆變器(650-800V) 中集成GaN。

中國是汽車（尤其是電動汽車）市場中最大的市場之一，這有助於推動該地區的市場獨立於國際貿易問題。小型電動汽車將成為這裡的重要應用，緊湊型城市汽車、輕便摩托車、踏板車和電動自行車使用配備48V 和96V 電池的小型電動機越來越受歡迎。

消費和汽車/電信行業的不同要求可以解釋為什麼迄今為止對這些市場的滲透速度較慢。可靠性對汽車和電信行業非常重要，但對消費者來說就不那麼重要了，消費者通常每兩年更換一次設備。此外，在較為保守的汽車和電信行業內，驗證新技術以及建立供應鏈安全所需的時間要長得多，正如碳化矽在汽車應用中所見。然而，既然這種材料的可靠性已經在一定程度上通過其在消費領域的應用得到證實，電信行業，尤其是汽車行業的原始設備製造商現在也表現出極大的興趣。

中國的“新基礎設施建設”框架可能會幫助中國實體在這些新興工業應用中更快地行動。為了進一步實現技術獨立，該政策旨在通過政府對私營部門參與的支持，發展供應鏈各個層面的內部能力。

通過這種方式，可以更快地開發應用程序，以便在支持數字基礎設施的市場中獲得“先行者”優勢——例如電動汽車、可再生能源和數據中心支持的人工智能——其中GaN 是一項關鍵技術。

獨特的伙伴關係

過去幾年，越來越多的汽車製造商與GaN 器件供應商合作。GaN Systems （最近被英飛凌收購）是一家專注於功率GaN 半導體的創新型加拿大公司，它與豐田合作，最近還與寶馬合作供應基於GaN 的功率晶體管。雷諾、邁凱輪、布加迪和Yole Intelligence 報告中提到的其他汽車製造商也一直在悄悄地投資這項技術。

此外，德國汽車系統製造商ZF 與以色列GaN 公司VisIC 合作，而意大利汽車零部件製造商Marelli 則與GaN 器件公司Transphorm 合作。

汽車市場中GaN 發展的獨特之處在於成熟的汽車公司與創新公司合作以提高GaN 製造能力。除了GaN Systems，VisIC 和Transphorm 的歷史還不到15 年。

隨著汽車製造商努力實現電氣化目標，這表明汽車製造商正在努力採用新材料。但這也可能意味著從碳化矽中吸取了教訓，碳化矽是另一種新興材料，在電動汽車的電力電子系統中發揮著重要作用。由於與意法半導體的合作，特斯拉在這方面取得了較早的領先地位，成為第一家在其Model 3 中集成完整SiC 功率模塊的高級汽車製造商。其他汽車製造商現在可能希望學習特斯拉早期採取的戰略使用SiC 並確保他們不會錯過GaN 的機會。

憑藉更小、更便宜和更環保的供電承諾，GaN 在汽車、電信/數據通信和其他工業應用中的採用必將擴大。它在這些應用中如何發展，以及它與碳化矽一起發揮的作用，將值得關注。