行业巨头联手推进氮化镓加速上车 产业链望加速爆发 氮化镓(GaN)行业发展预测

据证券时报报道，日前，氮化镓(GaN)功率半导体全球领导厂商GaN Systems宣布与上海安世博能源科技策略结盟，共同致力于加速并扩大氮化镓功率半导体于电动车应用的发展。

安世博能源科技为电源行业领导厂商，拥有完整电源供应器、电动车充电模块及车载充电器产品解决方案。

结合GaN Systems尖端的氮化镓功率器件、在车用领域所累积的应用实绩，与安世博能源科技在高功率电源系统设计及批量生产的卓越能力，此次策略合作将为中国电动车行业带来突破性革新。

证券时报指出，氮化镓具备高频率、低损耗、抗辐射性强等优势，可以满足各种应用场景对高效率、低能耗、高性价比的要求。目前包括英飞凌、三星等在内的各大芯片大厂正积极推进氮化镓加速“上车”，车规级市场望推动氮化镓加速爆发。

机构预测，到2027年，氮化镓功率器件的市场规模有望达到20亿美元，而在2021年仅为1.26亿美元，电动汽车将成为氮化镓功率器件的下一个增长点，市场规模将超过2.27亿美元，年复合增长率将高达99%。

公司方面，据证券时报表示，海特高新：旗下公司开发了成氮化镓功率芯片制程、氮化镓射频功放芯片制程等，产品应用涵盖5G移动通信、雷达探测、新能源汽车等领域。

晶方科技：公司并购以色列VisIC公司，积极布局车用高功率氮化镓技术，充分利用自身先进封装方面的产业和技术能力，为把握三代半导体在新能源汽车领域的产业发展机遇进行技术与产业布局。

氮化镓(GaN)主要指一种由人工合成的半导体材料，是第三代半导体材料的典型代表。目前氮化镓技术及产业链已经初步形成，相关器件快速发展，产业范围涵盖氮化镓单晶衬底、半导体器件芯片设计、制造、封测以及芯片等主要应用场景。

氮化镓应用范围广泛，下游应用涵盖了5G基站、特高压、新能源充电桩、城际高铁等主要领域。

全球氮化镓产业规模呈现爆发式增长。据分析机构Yole研究显示，在氮化镓功率器件方面，2020年整体市场规模为0.46亿美元，受消费类电子、电信及数据通信、电动汽车应用驱动，预计到2026年增长至11亿美元，复合年均增长率为70%。

其中，电动汽车领域的年复合增长率高达185%。在氮化镓射频器件方面，2020年整体市场规模为8.91亿美元，预计到2026年增长至24亿美元。

从氮化镓全球技术布局来看，中国、美国和日本为氮化镓技术布局的热门市场。美国和日本起步较早，起步于20世纪70年代初，目前全球氮化镓技术主要来源于日本。中国起步虽晚，但后起发力强劲。

氮化镓(GaN)行业发展预测

氮化物半导体材料，也称为氮化镓(GaN)基材料，是继硅(Si)、砷化镓(GaAs)之后的第3代半导体材料，包含了GaN、氮化铝(AlN)和氮化铟(InN)及它们的合金(禁带宽度范围为0.7-6.2eV)，是直接带隙半导体，是制作从紫外到可见光波段半导体激光器的理想材料。

半导体激光器具有体积小、效率高、寿命长和响应速度快等优点，在信息科技等领域有广泛的应用，是光电子产业的龙头产品。氮化镓激光器在激光显示、激光照明、水下通信、生物医学等民用及军用领域有广泛应用。

随着半导体化合物持续发展，以碳化硅和氮化镓为代表物第三代半导体材料带来了高击穿电场、高热导率、高电子迁移率、高工作温度等优点，将第三代半导体材料应用在充电器上具有更大的输出功率和更好的频率特性。

2018年，采用第三代半导体材料的氮化镓充电器正式进入消费市场，氮化镓充电器主要用于消费电子产品，包括智能手机，平板电脑、PC等设备上，随着越来越多的充电器生产厂商使用氮化镓材料，氮化镓充电器正逐步替代传统的充电器，氮化镓电器市场需求量不断增大，发展前景广阔。

当前全球氮化镓技术主要聚焦三大重点技术。首先，GaN衬底技术是器件降本的突破口，当前正从小批量规模向产业商业化方向发展，同时向大尺寸和高晶体质量方向发展。

全球GaN衬底技术共有13000多件专利，日本和美国两大市场分布的专利较多。全球衬底技术排名靠前的专利申请人以日本企业居多，日本住友在衬底领域技术储备占有绝对优势。

氮化镓(GaN)产业链现状分析

氮化镓产业链上游为衬底和外延，中游为器件制造商。碳化硅衬底+氮化镓外延层可制成射频器件，碳化硅基氮化镓射频器件可应用于5G宏基站、卫星通信、微波雷达、航空航天等军事/民用领域;

硅衬底+氮化镓外延层可制成功率器件，硅基氮化镓功率器件可在大功率快充充电器、新能源车、数据中心等领域实现快速渗透;

蓝宝石/氮化镓衬底+氮化镓外延层可制成光电器件，氮化镓光电器件在MiniLED、MicroLED、传统LED照明领域应用优势突出。

氮化镓功率器件技术在快充领域最为成熟，在数据中心、工业领域也已经逐步开始使用，技术相对比较成熟。若全球采用硅芯片器件的数据中心都升级为氮化镓功率芯片器件，将减少30%-40%的能源浪费。

国内氮化镓充电器市场规模将将从1亿元上升到2021年6亿元，预计到2026年国内氮化镓充电器市场规模将上升至50亿元。

国内氮化镓充电器领域的重点企业包括倍思、安克创新、绿色联盟技术等，而包括小米、华为、努比亚等的手机厂商也开始入局氮化镓充电器市场，氮化镓充电器市场已经进入百花齐放的时代。

氮化镓未来市场规模望超千亿

全球氮化镓创新主体的龙头企业主要集中于日本。氮化镓产业国外重点企业包括日本住友、美国Cree、德国英飞凌、韩国LG、三星等，中国企业代表有晶元光电、三安光电、台积电、华灿光电等。目前中国企业和国外企业相比，专利申请数量上仍有一定差距。

氮化镓目前与新能源汽车、光伏、5G、消费快充等下游领域深度绑定。2017年-2021年，氮化镓市场规模从78.7亿元提高至358.3亿元，年复合增长率40.1%。

头豹研究院指出，随着氮化镓在新能源汽车应用渗透率提升，及在垃圾处理领域等应用的拓展，预计到2026年氮化镓市场规模将增长至1029.7亿元，年复合增长率27.7%。

随着手机的快充普及以及越来越多笔记本、平板等数码产品采用PD快充标准，市场对于大功率、小体积、高性能的快充充电器需求不断扩张，预计2022年快充渗透率将提升至24%，市场规模将达到27.43亿美元。

另外，包括氮化镓在内的第三代半导体材料的应用加速了快充充电器的市场发展，预计到2026年我国氮化镓充电器市场规模将上升至50亿元。

随着包括手机、平板、笔记本等的终端产业的持续发展，智能终端消费市场的稳步发展为智能终端充储电产业提供了广阔的发展空间。

更多行业详情请点击中研普华产业研究院发布的《2018-2023年中国氮化镓(GaN) 行业竞争格局分析及投资风险预测报告》。

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