GaN半導體器件迎來紅利期？2027年市場規(guī)模將達58.5億美元

本文轉自科技產業(yè)資訊室。

基于摩爾定律即將走到極限，各家半導體業(yè)者正尋求第三代半導體開發(fā)。所謂第三代半導體系指材料以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)及硒化鋅等寬頻半導體為主，有別于第一代的硅(Si)、第二代的砷化鎵(GaAs)之半導體材料。

根據(jù)市場研究機構Grand View Research進行的一項氮化鎵(GaN)半導體市場研究，預測到2027年，全球GaN半導體器件市場規(guī)模預計將達到58.5億美元，從2020年到2027年，復合年增長率為19.8%。市場增長原因，因氮化鎵(GaN)技術進步及在各種半導體器件產品應用呈現(xiàn)增長態(tài)勢，例如：5G無線通信設備的需求(主要在國防通信領域、E類，F(xiàn)類和C類功率放大器)推動需求的成長。

在航空航天和國防技術公司方面，例如：L3Harris Technologies Inc.(LHX.US);Northrop Grumman公司(NOC.US);BAESystems(BAESY.US)正在與政府機構合作，將氮化鎵半導體用于軍事電子戰(zhàn)(EW)系統(tǒng)和AESA雷達應用。2012年2月，Northrop Grumman公司設立了先進技術實驗室，以開發(fā)用于關鍵軍事項目的氮化鎵半導體。該公司與美國政府已投資超過3億美元，用于在軍事系統(tǒng)中開發(fā)和集成GaN半導體，以增強太空，飛機和地面防御通信系統(tǒng)的功能。

一些公司動態(tài)，如恩智浦(NXPI.US)宣布在美國建廠所要生產5G用芯片，材料也是氮化鎵;Transphorm公司(硅芯片上氮化鎵功率器件的初創(chuàng)公司)宣布已完成一筆3500萬美元的E輪融資。本輪融資由日本創(chuàng)新網(wǎng)絡公司(INCJ)和日本國際電子公司(NIEC)領導。

還有，電動車輛的車載充電站和EV充電樁的供應設備中對GaN半導體裝置的需求已經增加。例如，在2019年10月，名古屋大學發(fā)布了一款完全使用氮化鎵半導體裝置的電動汽車All GaNVehicle。與目前使用SiC開發(fā)的電動汽車相比，該汽車的效率提高了20%。由于這些芯片在車載資通訊娛樂主機(IHU)和高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)等汽車應用中的使用量不斷增加，因此預計8英寸芯片市場將受到高度關注。

由于，對高效和高性能射頻零組件的需求不斷增長，以及中國、日本和韓國等國家的電動汽車產量激增，亞太地區(qū)有望成為GaN增長最快的地區(qū)市場。例如，中國『十四五規(guī)劃』投入10兆人民幣搶占第三代半導體自主。

GaN半導體裝置零組件，包括：晶體管、二極管、整流器、電源IC及其他。

目前，氮化鎵(GaN)半導體裝置市場主要參與者：

Cree(CREE.US)

Efficient Power Conversion Corporation

富士通有限公司

GaN Systems

英飛凌科技股份公司

NexGen電力系統(tǒng)(NXE.US)

恩智浦半導體

Qorvo, Inc.(QRVO.US)

德州儀器公司(TXN.US)

東芝公司

從一些地區(qū)來看，日本也由政府集結上中下游產業(yè)合作發(fā)展GaN，5年內撥款90兆日圓資助研發(fā)氮化鎵在半導體方面應用的大學、企業(yè)，目標2020年代后半全面量產。雖然，碳化硅發(fā)展比氮化鎵更成熟，但日本是全球第一個研發(fā)氮化鎵的國家，而且發(fā)展為成熟的材料自然有更多未來性，都可能是日本經產省決定押寶氮化鎵的原因。物理學界曾有研究指出，若所有半導體都改用氮化鎵為材料，目前所有電子產品耗電能減少10至25%。

中國計劃正在制訂的『十四五規(guī)劃』(2021-2025年期間)將納入第三代半導體產業(yè)發(fā)展，從教育、科研、開發(fā)、融資、應用等等各個方面，大力支持發(fā)展第三代半導體產業(yè)，以期實現(xiàn)半導體產業(yè)獨立自主。但目前尚不知是否集中發(fā)展GaN半導體。

歐盟也將上中下游產業(yè)聚集合作，搶攻第三代半導體產業(yè)發(fā)展。

(編輯：馬火敏)