GaN氮化镓市场正在蓄势待发吗?一文了解行业热点:氮化镓_PCIMASIA氮化镓展

近日，半导体市场中，GaN(氮化镓)这一词汇频繁出现在大众视野中，成为行业热点。此前，东芝旗下的芯片制造商日本半导体宣布大幅扩产芯片，将重点聚焦于 SiC(碳化硅)和 GaN 芯片。紧接着，芯片制造巨头台积电对 6 英寸晶圆代工产能进行调整的消息，更是让 GaN 市场再次成为关注焦点。那么，台积电的这一动态究竟会给 GaN 市场带来怎样的改变呢?

一、台积电调整 6、8 英寸产能，GaN 生产首当其冲

在先进制程产能紧张的背景下，台积电正逐步淡出成熟制程与不具效益的产能布局，其中 6 英寸、8 英寸厂与 GaN 生产受到较大影响。今年 7 月初，台积电确认将在未来两年停止其晶圆五厂的 GaN 生产，并计划将其改造为先进封装产线。台积电作为 GaN 晶圆代工的先行者，曾在 2014 年率先在 6 英寸晶圆厂引入 GaN 技术，2015 年扩大了 GaN 器件的生产范围，2021 年又将生产拓展至 8 英寸晶圆厂。然而，如今却做出了战略退出的决定。

据分析，中国内地竞争对手激烈的价格战是促使台积电做出这一决策的关键因素之一。由于 GaN 生产规模有限且利润微薄，该业务已不符合台积电的战略定位。值得注意的是，台积电的 GaN 业务主要在 6 英寸晶圆上进行。随着 GaN 业务的逐步退出，6 英寸晶圆代工也失去了主要的应用场景。

金融服务机构 Anue 的数据显示，台积电目前 6 英寸 GaN 晶圆的月产能为 3000 - 4000 片，其中 Navitas 占据过半订单，安可半导体(Ancora Semi)也是其主要客户之一。最新消息显示，Navitas 已与中国台湾代工厂力积电达成战略合作。力积电将于 2026 年上半年开始生产 100V GaN 产品，使用 200mm 硅晶圆。在未来 12 - 24 个月内，Navitas 现有的 650V 器件订单将从独家代工伙伴台积电逐步转移至力积电。

此外，目前已有电源 IC 设计公司表示，已经收到台积电口头告知，台积电将在 2027 年底结束最后一座 6 英寸厂营运，与其相关的高压(HV)制程，包括电源管理 IC(PMIC)、马达驱动 IC、显示驱动 IC 等需要承受较高电压的芯片都将受到影响。在退出 6 英寸晶圆制造业务后，其闲置的厂区土地和厂房有望被重新利用。有分析认为，台积电很可能会将该厂址改造为先进封装厂，以支持其在 CoWoS 和 SoIC 等技术领域的扩张。同时，台积电还表示将持续整并 8 英寸晶圆产能。

二、GaN 市场增长迅猛，应用前景广阔

台积电的这一系列动态，发生在 GaN 市场高速增长的背景下，形成了鲜明的对比，也使得行业对 GaN 市场的未来格局更加关注。GaN 作为第三代宽禁带半导体核心材料之一，具有高击穿场强、高饱和电子漂移速率、抗辐射能力强和良好的化学稳定性等优良特性，是制作宽波谱、高功率、高效率光电子、电力电子和微电子的理想材料。

TrendForce 集邦咨询近日发布研究数据显示，预计 GaN 功率器件市场规模将从 2024 年的 3.9 亿美元攀升至 2030 年的 35.1 亿美元，年复合增长率达 44%。GaN 技术最初在消费电子产品的快速充电器中崭露头角，其高效率和高功率密度特性使得充电器体积大幅缩小，携带更为便捷。如今，GaN 的应用范围正在迅速扩大，并朝着对可靠性和性能要求更高的高端工业和汽车领域渗透，重点潜力应用包括 AI 数据中心、人形机器人、汽车 OBC、光伏微型逆变器等。

在数据中心方面，数据中心对高速运算和电力都有着庞大的需求。根据 TrendForce 的数据，NVIDIA(英伟达)Blackwell 平台将于 2025 年正式放量，取代既有的 Hopper 平台，成为 NVIDIA 高端 GPU(图形处理器)主力方案，占整体高端产品近 83%。在 B200 和 GB200 等追求高效能的 AI Server 机种，单颗 GPU 功耗可达 1000W 以上。面对高涨的功率需求，每个数据中心机柜的功率规格将从 30 - 40kW 推高至 100kW，对于数据中心电源系统来说挑战极大。而 GaN 与液冷技术的结合，将成为提升 AI 数据中心能效的关键。目前已有多家 GaN 厂商相继宣布与英伟达建立了合作关系。

在人形机器人方面，其关节部位需要精确、响应快速且结构紧凑的电机控制系统，GaN 有望成为关键的解决方案之一。目前已有不少厂商陆续推出了基于 GaN 技术的人形机器人关节电机驱动参考设计，期望实现紧凑高效的运动控制。

在汽车方面，GaN 正在成为继 Si 和 SiC 之后重要的新兴技术选项。随着电动车对更高功率和更高能效的需求不断增长，GaN 功率器件凭借其高开关速度和低损耗特性，为电动汽车中的逆变器和 DC - DC 转换器提供了理想解决方案。当前市场上的许多高性能新能源汽车已经开始采用基于 GaN 的晶体管和二极管。例如，800V 高压平台设计中的多级 GaN 解决方案已经取得显著进展，这将进一步推动 GaN 技术在电动汽车中的普及。

三、台积电为何停止 GaN 芯片代工?

尽管 GaN 市场增长趋势良好，但晶圆代工巨头台积电却宣布停止 GaN 芯片代工。原因主要有以下两点：

其一，GaN 芯片代工的技术门槛并不算高，主要聚焦于 6 英寸与 8 英寸。在最近两年，随着 GaN 的火热，也迎来了更多入局者。这使得市场竞争加剧，台积电在该领域的优势不再明显。

其二，先进制程晶圆代工生产才是台积电的主线任务，并且产能回报率也远远高于 GaN 代工。随着 AI 芯片需求的爆炸式增长，台积电的产能调配决策体现了其“聚焦高附加值业务”的核心战略。因此，台积电选择将资源集中于更具盈利潜力的先进制程领域，而逐渐退出 GaN 芯片代工业务。

四、GaN 市场，谁是领头羊?

从衬底材料来看，氮化镓器件主要有四种技术路线：硅基氮化镓(GaN - on - Si)、蓝宝石基氮化镓(GaN - on - Sapphire)、碳化硅基氮化镓(GaN - on - SiC)和氮化镓基氮化镓(GaN - on - GaN)。其中，硅衬底成本仅为碳化硅的 1/10，且可直接利用现有 8 英寸硅晶圆产线，硅基氮化镓因此成为最具成本优势的技术路线。目前市面上主要的 GaN 器件企业大多采用 GaN - on - Si 方案。

在全球 GaN 功率器件市场上，当前英诺赛科、美国 Power Integrations、美国纳微半导体 Navitas 和美国 EPC 处于领先地位，中国英诺赛科已成为全球龙头。根据 Yole 研究数据显示，2023 年全球 GaN 功率器件市场中，上述四家公司分别占据 31%、17%、16%、15% 的市场份额，其余几家公司市占率分别为：GaN Systems 8%、英飞凌 4%、Transphor 3%、其他公司 6%。

来源：PCIMASIA氮化镓展

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