新微半导体：深耕GaN功率半导体，迎接多重机遇与挑战

回顾2024年，碳化硅和氮化镓行业在多个领域取得了显著进步，并经历了重要的变化。展望2025年，行业也将面临新的机遇和挑战。为了更好地解读产业格局，探索未来的前进方向，行家说三代半与行家极光奖联合策划了《第三代半导体产业-行家瞭望2025》专题报道。

本期嘉宾是新微半导体研发高级经理雷嘉成。接下来，我们将继续邀请更多领军企业参与《行家瞭望2025》，敬请期待。

功率 GaN 市场受多重因素影响

创新、竞争等驱动未来发展

行家说三代半：2024年全球GaN功率半导体市场增速较去年有所下降，您如何看待GaN功率半导体需求出现较大波动的背后原因？

雷嘉成：在我看来， GaN功率半导体需求短时间内波动是正常的，是多种因素共同作用的结果，主要包括以下几点：

第一，宏观经济环境影响。全球经济复苏进程仍存在不确定性，抑制了消费电子、汽车等关键领域的市场需求，进而影响了GaN功率半导体的市场表现。

第二，市场供需失衡。尽管GaN功率半导体市场整体仍处于增长阶段，但短期内的供需失衡问题对市场增速产生了影响。一方面，前期产能的快速扩张导致市场供应过剩；另一方面，需求端的增长未能及时跟上供应的增加。这种供需失衡导致了市场增速的放缓。

第三，行业竞争加剧。随着GaN功率半导体市场的快速发展，越来越多的企业进入该领域，市场竞争加剧。这不仅导致了市场份额的重新分配，还使得价格竞争更加激烈，进一步压缩了企业的利润空间，从而影响了市场整体的增长速度。

第四，技术有待提升。尽管GaN具有高效能和高性能优势，但其技术成熟度和成本仍面临挑战，同时传统硅基半导体及其他第三代半导体材料（如SiC）也在不断优化，与GaN形成了竞争关系。这种技术竞争在一定程度上分散了市场需求，导致GaN功率半导体的增速放缓。

尽管如此，从长期来看，GaN功率半导体仍具有广阔的发展前景，特别是在消费电子、数据中心、新能源汽车和光伏逆变器等新兴领域的应用需求将持续增长，新微半导体也将深耕GaN功率半导体领域，为宽禁带半导体的发展贡献自己的力量。

行家说三代半：如果用3个关键词总结2024年GaN功率半导体行业的发展状况，您会用哪几个词？

雷嘉成：我会用“创新”、“百舸争流”和“数据中心”三个关键词总结2024年GaN功率半导体行业的发展状况：

（1）创新

创新是半导体行业发展的核心动力，企业没有创新，等同于在走下坡路。在当今复苏和承压的大环境下，半导体行业仍焕发出新的技术面貌，GaN功率半导体亦是如此。首先，在半导体材料方面，GaN材料的性能进一步提升，新型衬底材料和生长工艺不断涌现，如12英寸GaN晶圆的发布，有助于降低成本、提高效率和可靠性。

其次，在产品制造方面，晶圆制造企业持续创新、升级工艺，降低生产成本，新微半导体作为国内为数不多的化合物半导体晶圆代工企业，就开发了丰富的GaN代工平台，并不断提升工艺水平，为设计企业提供了覆盖低、中和高压（40V-650V）的GaN晶圆制造服务。

此外，在应用拓展方面，GaN功率半导体在快充领域的应用已渐入佳境，并快速向家电、智能手机等领域渗透，同时，在新能源汽车、数据中心和电机驱动等场景的应用潜力巨大，特别是在车载充电机（OBC）和服务器电源方面，氮化镓已成为关键解决技术之一。

（2）百舸争流

据Yole预测，氮化镓功率器件正在改变功率半导体行业，其市场将由2023的2.6亿美元增长到2029年的20.1亿美元，复合年增长率为41%。受益于数据中心、新能源汽车等下游应用市场需求的推动，GaN功率半导体市场迎来高景气周期，企业数量快速增加。越来越多的企业开始进入这个市场，过去一年，大家可以在各种新闻上看到如雨后春笋般“冒出来”的GaN功率半导体企业。

收购和合作新闻也屡见不鲜。收购方面的典型例子是，瑞萨电子收购Transphorm。同时，企业间通过合作加速创新和降低成本，如罗姆与台积电就车载GaN功率器件建立了战略合作伙伴关系，行业集中度进一步提升。从本质上来说，GaN功率半导体企业百舸争流，产业已进入整合期，这就促使企业不断提升自身竞争力，为市场带来更多优质产品和服务。同时，随着技术的不断进步和成本的进一步降低，GaN有望在更多领域实现广泛应用，推动功率半导体行业的持续创新和发展。

（3）数据中心

据TechInsights发布的《2024年Q2数据中心计算处理器报告》显示，到2025年，计算半导体市场规模将惊人地增长至2390亿美元，与此同时，电力传输需求也大幅激增，尤其是随着大模型和高性能计算的普及，服务器的功耗和功率密度大幅提升，对高效电源管理的需求激增。GaN功率半导体能够在高开关频率下保持极高的效率，显著降低开关损耗，成为数据中心提升能效和功率密度的关键技术。

随着数据中心的持续发展，GaN功率半导体在该领域的应用前景广阔，有望进一步推动行业增长。面向该新兴市场，新微半导体将不断提升工艺技术，为该市场客户提供卓越的晶圆代工服务，助力数据中心实现更高的能效和功率密度。

功率 GaN 面临多重机遇及挑战，新微将聚焦技术、产能、市场突破

行家说三代半：尽管2024年GaN功率半导体行业进入了阶段性调整期，但也不乏发展亮点。您认为行业在2024年取得了哪些新的进步？未来GaN功率半导体行业的发展方向是什么？

雷嘉成：2024年，GaN功率半导体行业在技术创新和产业链完善方面取得了显著进展：

首先，技术创新。在材料与工艺方面，GaN单晶衬底质量不断提升，制备成本逐步降低，为大规模生产和应用提供了更好的条件；在器件性能方面， GaN器件的效率和可靠性不断提高。以新微半导体为例，持续加大研发投入，推动GaN工艺技术提升；在市场应用方面， GaN在消费电子领域的应用不断拓展，从手机快充到笔电、家电电源，GaN的渗透率逐渐提高。

而在数据中心领域，新技术的演进带动了算力需求的持续攀升，服务器电源的效能和功率密度必须进一步提高，GaN成为关键解决技术之一。GaN在汽车领域的应用也在加速，特别是在车载充电器（OBC）和高压DC-DC转换器中，可以很大程度地提高充电效率和功率密度。

其次，产业链日渐完善。在参与度方面，越来越多的企业涉足GaN产业链，涵盖原材料、设备制造、器件研发和应用推广等环节，形成了较为完整的产业链条；在行业整合方面，通过并购（如英飞凌收购GaN Systems，瑞萨电子收购Transphorm）和合作，产业链进一步完善；此外，2024年，全球半导体行业迎来大规模投资浪潮，各地晶圆厂建设和扩建持续推进。第三代半导体材料（如GaN）成为重点，推动产业快速发展。

未来，GaN功率半导体将朝着高性能、集成化和应用拓展的方向发展：

首先，GaN功率半导体将朝着更高性能方向发展。继续提升GaN材料质量，优化器件结构，提高开关频率、耐压能力、电流能力和功率密度，降低动态电阻、开关损耗和芯片面积，进一步降低器件功耗和热散失，提升能效，对于GaN功率半导体发展至关重要。

其次，集成化是GaN功率半导体一个发展方向。一方面，GaN与硅CMOS技术的集成将更加深入，实现更高性能的系统级解决方案。例如，通过晶圆键合和单片集成技术，实现GaN与CMOS的异质集成；同时通过片上集成栅极保护和电流检测提升器件的耐冲击性；另一方面，封装工艺将朝着精细化、智能化方向发展，通过采用新材料和新工艺，提升封装的散热性能和互连密度。支持双向导通是氮化镓功率器件的一个优势，通过设计不同形式的双向器件，推动氮化镓在充电保护和多电平整流上的应用，可以极大的提升系统性能，降低功率器件的使用成本。

最后，GaN功率半导体应用也将不断拓展。服务器的需求增长将推动GaN在数据中心的应用中广泛应用，满足服务器电源的高功率密度和能效需求，推动数据中心的高效运行；随着机器人的兴起，低压氮化镓器件带来的供电尺寸的减小和速度的提升，将会使氮化镓器件在机器人领域广泛应用。随着新能源汽车市场的持续增长，GaN在车载充电器（OBC）和高压DC-DC转换器中广泛应用，提升充电效率和功率密度；在工业自动化和智能制造领域，GaN将用于高效电机驱动和电源管理，提升系统的整体效率。总的来说，氮化镓器件在向大功率，高功率密度方向进一步迈进。

综上所述，尽管2024年GaN功率半导体行业处于阶段性调整期，但技术创新和产业链完善为其未来持续发展奠定了坚实基础。

行家说三代半：GaN功率半导体行业竞争越发激烈，如何看待竞争格局变化？面临主要挑战和机会有哪些？

雷嘉成：2024年，GaN功率半导体行业竞争加剧，竞争格局呈现以下特点：

国际上，GaN功率半导体市场由国际巨头主导，国际知名企业凭借强大的研发和产业链布局占据市场主导地位。但同时，国内本土企业也正在崛起，如新微半导体等企业，在GaN功率半导体领域逐渐崭露头角，在技术创新和市场拓展方面表现出色，逐步缩小与国际巨头的差距。

此外，大量新兴创业公司涌入市场，但市场竞争激烈，只有具备口碑、稳定客户和过硬技术的企业才能生存。特别值得一提的是，资本门槛开始提高。2024年成为资本转折点，缺乏优势的企业难以获得融资。企业需要通过技术革新来抵御竞争风暴，优化产品线结构，开发高质量的工艺平台，满足客户高效率、高功率密度的差异化需求是一条必须走的道路。

对于GaN功率半导体面临主要挑战和机会，我的观点如下：

首先，氮化镓的制备成本较高，这主要是由于其制备过程需要昂贵的原材料和设备，以及较高的能耗。降低制备成本、提高市场竞争力是当前面临的挑战之一，但同时也是机会。为了提高市场竞争力，企业需要持续优化生产流程，降低原材料和制造成本。新微半导体拥有自己的外延和制造平台，并着力构建更加灵活和稳定的供应链体系，在成本上具有独特的优势。

其次，技术门槛高。高端GaN功率器件的设计和制造工艺复杂，技术门槛高，这对GaN功率企业提出了较高的技术要求。例如，通过优化材料生长工艺和器件设计、改进关键制程和外延设计、提高产线的良率和管控水平等方式，提高GaN器件的效率和可靠性。

此外，目前GaN功率器件尚缺乏统一的可靠性测试标准，GaN功率产业链上下游企业需协同合作，参与标准制定，建立完善的可靠性评价体系，推动行业发展。新型封装技术也将提高GaN元件的性能和可靠性，降低成本并促进其在更广泛领域的应用。例如，通过先进的封装技术，实现GaN器件的小型化和高功率密度设计。

最后，随着更多企业进入GaN功率半导体领域，市场竞争日益激烈，企业需不断提升技术创新能力和产品质量来抓住市场机会。但同时，随着技术的不断进步和成本的进一步降低，氮化镓功率半导体有望在更多领域实现广泛应用，特别是在对能效比、热管理和设计合理性要求更高的场景中，如：新能源汽车、数据中心和工业自动化等新兴领域。同时，随着GaN功率器件产业链逐步完善，上下游企业协同作用越来越明显，这有助于推动整个行业的发展。

2024年，GaN功率半导体行业竞争格局显著变化，国际巨头与国内企业竞争加剧。尽管面临成本、技术和市场竞争等挑战，但新兴应用领域的爆发式增长为行业带来巨大机遇。未来，新微半导体将不断提升技术创新能力和代工产品质量，以在市场竞争中保持优势地位。

行家说三代半：贵公司2025年将重点发力哪些市场或者哪些发展目标？

雷嘉成：2025年，国内半导体行业将迎来优胜劣汰的关键时期，新微半导体将重点关注GaN功率半导体市场，自成立之初，公司除了建立GaN功率晶圆代工平台，还搭建了自有的外延工艺平台。新的一年，公司将持续深耕GaN功率半导体领域，满足市场对高效、高功率密度氮化镓功率器件的代工需求。

新微半导体将通过继续提升GaN外延生长技术，优化工艺制程，提升GaN芯片性能和可靠性；同时，扩大产能，满足市场对GaN功率器件的快速增长需求。更重要的是，我们将加强市场拓展，为客户提供卓越的代工服务，助力客户产品进入更多终端细分市场。此外，我们还将增进与上下游企业的合作，构建完整的产业链，与材料供应商、设备制造商和封装测试企业等建立紧密的合作关系，提升产业链的协同效应。

通过技术创新、产能扩张和市场拓展，新微半导体将抓住2025年的市场机遇，推动GaN功率半导体行业的发展，迎接新的挑战。