功率GaN市場增速驚人，IDM廠商產(chǎn)能加速擴張

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/梁浩斌）今年10月，英飛凌以8.3億美元完成對功率GaN公司GaN Systems的收購，成為了功率GaN領(lǐng)域史上最大規(guī)模的一筆收購，這筆收購的價值甚至比2022年整個功率GaN市場規(guī)模還高出數(shù)倍。

這一筆大規(guī)模交易的背后，是對功率GaN市場發(fā)展?jié)摿Φ目春?。相比于SiC的功率應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化較早，GaN材料最初在LED、射頻等領(lǐng)域經(jīng)歷了漫長的發(fā)展，功率GaN的市場嚴格來說是從19年才真正上規(guī)模。

因此功率GaN市場發(fā)展?jié)摿Ρ粡V泛看好，集邦咨詢的預(yù)測顯示，到2026年，全球功率GaN市場規(guī)模將會從2022年的1.8億美元增長至13.3億美元，年均復(fù)合增長率高達65%。

IDM還是Fabless？

在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域，全球營收排名前十的廠商基本都是IDM模式，擁有自己的垂直整合產(chǎn)線，包括英飛凌、意法半導(dǎo)體、安森美、三菱電機、富士電機等。不過考慮到成本和風(fēng)險，其實也有廠商會將一部分低端產(chǎn)品線產(chǎn)品交給代工廠生產(chǎn)。

SiC功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的狀況與整體硅基功率半導(dǎo)體類似，由于SiC材料端在器件中的成本占比高，所以SiC領(lǐng)域廠商的主流模式是IDM，并且逐步從晶圓制造到上游的外延、襯底等領(lǐng)域布局。

但功率GaN領(lǐng)域，目前來看是以Fabless為主的，頭部廠商中包括納微半導(dǎo)體、EPC、Transphorm，以及被英飛凌收購前的GaN systems等，都采用了Fabless模式，產(chǎn)品在臺積電等晶圓代工廠進行生產(chǎn)。

當(dāng)然，PI、英諾賽科、英飛凌、安世半導(dǎo)體、三安光電等廠商則在功率GaN方面選擇了IDM的模式，但除了英諾賽科是初創(chuàng)公司之外，其他IDM功率GaN廠商都基本在布局功率GaN之前就有了良好的垂直整合制造基礎(chǔ)。

GaN功率器件目前主流是采用Si襯底，能夠利用現(xiàn)有硅基功率半導(dǎo)體的設(shè)備和工藝，所以傳統(tǒng)的硅基功率IDM廠商在轉(zhuǎn)向GaN的時候增加的成本并不高。

功率半導(dǎo)體從工藝上看，IDM模式有一定的優(yōu)勢，在擁有從設(shè)計到制造的產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合能力后，能夠更快地迭代功率器件，更好地導(dǎo)入新工藝，構(gòu)建特色工藝產(chǎn)線的Know-How形成差異化競爭優(yōu)勢以及成本優(yōu)勢。

但實際狀況中，F(xiàn)abless模式也并沒有顯著的劣勢。Fabless模式的功率半導(dǎo)體公司通過與代工廠的深度合作共同推進工藝開發(fā)，同時由于沒有重資產(chǎn)投入，可以令設(shè)計公司更加專注于設(shè)計研發(fā)，也就能夠吸引更多功率半導(dǎo)體新玩家選擇。

從產(chǎn)業(yè)化進程來看，功率半導(dǎo)體領(lǐng)域GaN仍處于應(yīng)用和市場開拓階段，而SiC、Si等已經(jīng)發(fā)展很長時間，市場相對較為成熟。同時功率GaN領(lǐng)域我們也能夠看到有眾多的初創(chuàng)公司參與，F(xiàn)abless輕資產(chǎn)投入對初創(chuàng)企業(yè)較為友好，并且初創(chuàng)公司普遍在產(chǎn)品規(guī)劃上初期較為專注于特定市場以及產(chǎn)品，產(chǎn)品線規(guī)模小，F(xiàn)abless模式還能避免由于半導(dǎo)體市場周期導(dǎo)致的產(chǎn)線產(chǎn)能利用率波動。

英飛凌收購GaN Systems后，GaN Systems首席執(zhí)行官曾表示，將GaN Systems的代工渠道與英飛凌的內(nèi)部制造能力相結(jié)合，可以實現(xiàn)最大的增長能力。而英飛凌未來會怎樣分配功率GaN業(yè)務(wù)自產(chǎn)和代工的比例，也值得后續(xù)關(guān)注。

氮化鎵IDM產(chǎn)能擴張加速

從手機充電器開始，經(jīng)過了四年多的發(fā)展，功率GaN已經(jīng)拓展到更多的應(yīng)用場景中，市場規(guī)模的高速增長，促使各大廠商加速擴張產(chǎn)能。

目前國內(nèi)功率GaN龍頭英諾賽科今年出貨量暴增。根據(jù)官方公布的數(shù)據(jù)，截至去年12月，英諾賽科歷史累計功率GaN器件出貨量才1.2億顆，到了今年8月出貨量就突破3億顆，也就是僅僅半年多的時間，就已經(jīng)超過了過去四年的累計出貨量。

伴隨著出貨量的暴增，必然有產(chǎn)能上的提高。今年上半年英諾賽科向電子發(fā)燒友網(wǎng)透露，當(dāng)時蘇州和珠海工廠的產(chǎn)能合計約為每月一萬片，而到了8月產(chǎn)能已經(jīng)提升到1.5萬片/月。

剛剛完成對GaN Systems收購的英飛凌，早在2022年初就宣布計劃投資20億歐元，在馬來西亞建造第三個廠區(qū)，提升SiC、GaN的制造能力。新廠區(qū)主要設(shè)計外延和晶圓切割等前端工藝，預(yù)計第一批晶圓將在2024年下半年下線。

另外，近期異軍突起的國內(nèi)GaN初創(chuàng)公司譽鴻錦也已經(jīng)實現(xiàn)了1.5萬片/月產(chǎn)能的IDM中試線，覆蓋外延、晶圓制造、期間封裝等芯片制造全流程。



此前電子發(fā)燒友網(wǎng)曾實地拜訪了譽鴻錦位于江西撫州的產(chǎn)線，據(jù)了解，目前該產(chǎn)線擁有從晶體生長、襯底加工、外延沉積、芯片制造、模組封測相關(guān)設(shè)備600余臺套，擁有襯底、外延和芯片產(chǎn)品完備的檢測設(shè)備20余臺，其中關(guān)鍵設(shè)備MOCVD就有20多臺，目前自研的MOCVD設(shè)備已經(jīng)上線并進入最后的調(diào)試階段，并進行了現(xiàn)場展示。

同時，園區(qū)內(nèi)二期產(chǎn)線也正在建設(shè)中，預(yù)計今年年底實現(xiàn)封頂，首批產(chǎn)線將在2024年底建成，預(yù)計月產(chǎn)能達到6萬-7萬片。而二期工廠整體達產(chǎn)后，月產(chǎn)能將達到25萬片，可能將成為全球最大的GaN IDM工廠。

小結(jié)：

隨著功率GaN市場的高速增長，未來幾年內(nèi)將會有更多IDM廠商加大產(chǎn)能投資的規(guī)模。經(jīng)歷了近幾年SiC領(lǐng)域的產(chǎn)能擴張熱潮后，在GaN市場巨大發(fā)展空間的驅(qū)動下，為了保障產(chǎn)能供應(yīng)，或許還會有新的功率GaN Fabless廠商開始投資產(chǎn)線，走向類似于Fab-Lite的模式。有機構(gòu)預(yù)計，2026年SiC產(chǎn)能趨于飽和，GaN領(lǐng)域的投資熱潮將會迎來新一輪增長期。