从快充到数据中心氮化镓应用加速扩围

　　AI浪潮驱动之下，数据中心和(hé)具身智能成为重要的应用落点。对于(yú)新材料氮(dàn)化镓（GaN）来说(shuō)，在消(xiāo)费电子快充场景之外，其应用市场也由此正快速拓(tuò)维。

　　近日，宜普电源转换公(gōng)司（EPC）首席执行官兼联合(hé)创始人Alex Lidow接受21世纪经济报道记者专访(fǎng)时指出，随(suí)着AI数(shù)据中心发展到更高密度阶段，全球最大的AI服务器公司主动找到(dào)EPC公司(sī)寻求电源相关解决方案。AI浪潮持续演进，令数据中心逐渐成为氮化镓一个重要的应用增(zēng)长极。

从快充到数据中心氮化镓应用加速扩围ms-style="font-L">　　第三方(fāng)机构集邦咨询(xún)分析认为，长远来看，GaN功率(lǜ)半导体市场的主要动(dòng)力将(jiāng)来(lái)自电(diàn)动汽车、数据中心、电机(jī)驱动等(děng)场景，受此驱动，全(quán)球GaN功率元件市场规模预估从2023年(nián)的2.71亿美元左右上升至2030年的(de)43.76亿美元，年复合增长率(lǜ)（CAGR）高达49%。

　　大厂(chǎng)已(yǐ)经开始蠢蠢欲动。21世纪经济报道记者梳理发现，近两年发生在氮化镓领域(yù)的国(guó)际(jì)收并购案例增多，显示出行业间已经开始在氮化镓更多产业环(huán)节方面蓄力。

　　数据中心、人(rén)形机器人等领域，正为近年来显得发展缓慢的(de)氮化镓市场打开更多增长空间(jiān)。

　　Alex Lidow告(gào)诉21世(shì)纪(jì)经济报道记者(zhě)，从氮化镓(jiā)整体应用市场看(kàn)，AI服务器会是(shì)增速(sù)很快的市场，对EPC公(gōng)司来说，2024年来自服务器市场的收入预计相比2023年将实现三倍(bèi)同比增速，到(dào)2025年相关收入(rù)也会三倍高(gāo)于2024年。届时，AI服务器(qì)就会是(shì)EPC公司(sī)最大的下游应用市场。

　　“高增速主要源于两方(fāng)面：随着AI服务器功率密度持续提升，对电源转换(huàn)的需求将倍速增长，以英伟达GPU产(chǎn)品为例，一(yī)年前(qián)其功率密度是300W，在今年(nián)达到800W，下一年(nián)预计将达(dá)到1700W；此外有相关需求(qiú)的公司也越来越多，上一年(nián)我们(men)的(de)所有(yǒu)客户只供货英(yīng)伟(wěi)达，这一年他(tā)们开始供货(huò)给(gěi)AMD和中(zhōng)国互联(lián)网头部公司，下(xià)一(yī)年微软、亚马逊、Meta、谷(gǔ)歌等AI服务器中(zhōng)的DC-DC转换(huàn)器(qì)都将搭载我(wǒ)们的电源转换产品。”他补充分析道。

　　集邦(bāng)咨(zī)询也分析道，在AI服务器高涨的需求下，每个数据中心(xīn)机柜的功(gōng)率规(guī)格将从30~40kW推高至100kW，芯片功耗的大(dà)幅上(shàng)升需要服务器拥有(yǒu)更高的功率密(mì)度和效能，GaN能(néng)够降低损耗、提高(gāo)功率密度(dù)，已被视为AI数据中(zhōng)心(xīn)优化能源效率的关键技术之一，吸引了英飞凌、德州(zhōu)仪器（TI）、纳微、英诺赛科等玩家加入布局阵(zhèn)列。

　　据Alex Lidow介绍(shào)，中国市(shì)场对EPC来说，最大的(de)场景(jǐng)同(tóng)样来自AI服务器，其次是激光雷达，人形机器人目(mù)前收入贡献还几乎为0，但未来潜力巨大。

　　集邦咨询研究发现，由于自由(yóu)度急(jí)剧上升，人形机器人对电机驱动器的需求量大幅增加，为了获得更高的爆发力，需要(yào)配置高功率密(mì)度、高效率、高响应的电机驱(qū)动器，GaN恰恰能够满足(zú)这(zhè)些需求，还可以在热管理、紧凑设计等方面提高人形机器人(rén)的整体性能，优化(huà)整体设(shè)计(jì)从快充到数据中心氮化镓应用加速扩围。

　　Alex Lidow对(duì)记者(zhě)分析，“我们需要把(bǎ)资源放在更有战略性(xìng)的领域(yù)、选(xuǎn)择性布局。比如雷达(dá)和AI服务器都是高(gāo)价值场景，一旦产品中有(yǒu)一个器件失(shī)效，就会造成成千上万(wàn)的损(sǔn)失(shī)。选择聚焦在利润更高、难(nán)度更大的应用场景探索，是因为这类场(chǎng)景需(xū)要较(jiào)长时间建立口碑和产品可靠性，后来者通常都需(xū)要一(yī)定时(shí)间(jiān)追赶。”

　　伴随应用场景(jǐng)逐渐扩大的，是国际功率半导(dǎo)体巨头在收并购(gòu)市场和资本市(shì)场的积极表现。

　　今年7月，格芯（GlobalFoundries）宣布收购Tagore Technology的功率氮化镓技术(shù)及知识产权组合，后者的工程师团队将加(jiā)入格芯。6月，瑞萨电子（Renesas）宣(xuān)布完成对氮化镓功率半导体供应商Transphorm的收购，此后瑞萨加速推进氮化镓相(xiāng)关功率产品和(hé)参考(kǎo)设计。

　　5月，Power Integrations宣布与Odyssey达成(chéng)收购协议，后者是氮化镓技术(shù)开发商，Power Integrations技术副总裁Radu Barsan指出，希望推动MOSFET功率(lǜ)器件方面氮(dàn)化(huà)镓(jiā)模块和硅基模(mó)块的成本进一步(bù)接近。

　　与(yǔ)此同时，行业格局已(yǐ)经在变化。2023年10月，英飞(fēi)凌宣布与GaN Systems签署协议，以8.3亿美(měi)元全现金交易的方式(shì)收购后者。这让(ràng)英飞凌在氮化镓功率器件市场直接(jiē)进入全球第五。

　　资本市场(chǎng)方面，纳微半导体2021年在美股上市，中国厂商英(yīng)诺赛科近(jìn)日已经在港股(gǔ)发布招股书计划上(shàng)市。

　　伴随行业开始出现整合迹(jì)象，产业界公司的发展模(mó)式选择后续或许也将(jiāng)有所变动。目前氮化镓领域有IDM整(zhěng)合(hé)模式，也有代工+芯片设计合作模式，功率半导体(tǐ)大厂如英飞凌、意法半导体(tǐ)近些年都(dōu)在加码自建氮化镓生产工厂。

　　集邦咨询指(zhǐ)出(chū)，从产业发展(zhǎn)进(jìn)程来看(kàn)，Fabless（无晶圆厂，多指芯片设计）公司在过去一段时(shí)间里表现较为活跃，但随着产业不(bù)断(duàn)整合以及应用市场逐步打开，未来传统IDM大(dà)厂的话语(yǔ)权有望显著上升，为产业格局的未来图景(jǐng)带来新的重大(dà)变数。

　　Alex Lidow则对21世纪经(jīng)济报道记者分析，在(zài)行业发展初期，倘若采用IDM模式，前期需要自建产能并一步步扩充，在此过程中会面临较(jiào)大(dà)的空(kōng)置压力。“EPC目前采用的是代工模式，我们只是晶(jīng)圆厂产能供应的一部分。这可以更好进行成本控制。”他续称，但倘若氮化镓市场发展(zhǎn)到现在(zài)的十倍规模以后，采用IDM模式(shì)将更为合(hé)理，因为彼时有更大规模的需求支撑产(chǎn)线需求，IDM模式将更符合商业逻(luó)辑。

　　此外，不少IDM功率半导体大(dà)厂对氮化镓(jiā)和碳化硅这两类(lèi)化合物半导体材料技术都态度积极，显示出(chū)二者在该领(lǐng)域(yù)的广阔(kuò)空间。

　　Alex Lidow告诉记者，在功率器件市场，碳化硅会更多聚焦在600V以上市场，氮化镓则主要聚(jù)焦在650V以下场景，因此二(èr)者在光伏逆变器、车载充电等领域会有一定交叉，但在大多数领域并不(bù)存在(zài)竞(jìng)争关系。在650V功率市场，氮化镓器(qì)件的典型应用场景(jǐng)就是各(gè)类快(kuài)速充电(diàn)、洗衣机(jī)和(hé)电视等(děng)电源转换领域(yù)。

　　技术迭代方面，目前氮(dàn)化镓的应用多以硅或碳(tàn)化硅作为衬底、采用氮化镓作为异质外延。Alex Lidow告诉记者，氮化镓衬底成本极其高昂，在1000V功率以下的应用市场，采用(yòng)氮化镓或硅材料作为衬底其性能差别实际并不(bù)大；只是在1000~2000V高压领域，采用(yòng)硅或氮(dàn)化(huà)镓衬底(dǐ)的性能才(cái)会有显著差别(bié)，但在(zài)该领(lǐng)域采用成本更低的碳化硅与用氮化(huà)镓作为衬底的氮(dàn)化镓器件差别不大，因此以氮化(huà)镓为衬(chèn)底的氮化镓器件也就(jiù)没有太大发展前途。

　　集邦咨询认为，经过几(jǐ)年的技术储备，GaN相(xiāng)关厂商目前在(zài)消费电(diàn)子(zi)增(zēng)量市场、电动汽车、光储充、数据中心等市场都取得了更多实(shí)质(zhì)性进展。预计非消(xiāo)费(fèi)类应(yīng)用的比例将从2023年的23%上升至2030年(nián)的48%。

责任编(biān)辑：公司观察

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