功率 GaN 市场增长十倍背后：6 英寸晶圆仍占主导，8 英寸过渡进程影响行业格局

2025 年标志着人工智能发展的大幅加速，数据中心和电信基础设施对高效电源的需求不断增长。NVIDIA 与德州仪器 （TI） 、纳微 （Navitas）、英飞凌 （Infineon） 等公司的合作正在推动 800V 高压直流系统采用氮化镓，预计到 2030 年，数据中心和电信将占市场的 13%。

从 2020 年到 2025 年，功率氮化镓市场增长了十倍以上，预计到 2030 年将达到 $2.9B，复合年增长率为 24-30% 为 42%。消费类应用是主要的增长动力，尤其是高达 300W 的快速充电器以及过压保护 （OVP） 和家用电器等新机遇。到 2030 年，消费者和移动领域将占市场的 50% 以上。

尽管 xEV 动力总成的采用有所延迟，但汽车和移动出行是另一个主要增长引擎。氮化镓已用于ADAS的激光雷达系统，预计将在车载充电器（<11kW）、DC-DC转换器、音频和高级电动汽车中进行扩展。到 2030 年，该细分市场将占据约 19% 的市场份额。

工业和能源网正在成为电力氮化镓的第三大增长动力。在能源领域，氮化镓正在通过 Enphase 的首款基于氮化镓的微型逆变器在光伏发电和 BESS/便携式存储领域取得进展。在工业领域，机器人和电机驱动预计将带来巨大的机会，2028-2029 年左右的采用可能会加速。到 2030 年，这些细分市场合计将占整个市场的约 11%。

由 IDM 和代工厂重塑的 Power GaN 生态系统

自 2023 年以来，在英飞凌 830M 美元收购 GaN Systems 和瑞萨电子 339M 美元收购 Transphorm 等重大并购的推动下，功率氮化镓行业进入整合阶段。在过去的几年里，投资超过 $1.25B，像 Wise Integration 这样的初创企业筹集了 $16.4M，凸显了强劲的市场势头。其他参与者正在加大力度：意法半导体正在建设 8 英寸 GaN 晶圆厂，Nexperia 正在扩展其 e-mode 平台，ROHM 推出了 EcoGaN 器件。与此同时，三星正在准备在 2026 年发布 GaN。至于安森美，虽然该公司一直保持沉默，但其 2024 年 GaN 技术论文以及在 Si 和 SiC 领域的强势定位使其进入 GaN 领域不可避免。

然而，挑战依然存在。EPC、英飞凌和 Innoscience 之间持续不断的知识产权纠纷可能会减缓采用速度。尽管台积电退出，但代工厂继续发挥着至关重要的作用，X-Fab、GlobalFoundries 以及 PSMC 和 Polar Semi 等新进入者都在扩大产能。epihouse（例如 IQE 和 X-fab）和 IDM 之间的合作伙伴关系增强了供应弹性。功率氮化镓格局正在演变为由整合、IDM 主导的模式以及战略代工厂-epihouse 联盟塑造的格局。

器件创新与晶圆缩放相结合，推动下一波成本降低浪潮

虽然 6 英寸硅基氮化镓仍然占据主导地位（台积电领先），但该行业正在迅速向 8 英寸晶圆过渡，预计到 2030 年将占据 80% 以上的需求。至于 12 英寸，英特尔于 2024 年第四季度展示了 12 英寸 GaN-on-TRSOI 的初步结果，恰逢英飞凌展示 12 英寸 GaN-on-Si。英飞凌宣布将于 2025 年第四季度提供样品，但预计在当前预测期内不会有大量样品。

氮化镓外延是 HEMT 生产中成本最高的步骤，也是优化的核心焦点。爱思强的 G10 MOCVD 平台有望降低外延成本，而世界先进公司已在 2024 年实现了大批量生产 8 英寸 GaN-on-QST，利用 Qromis 衬底实现更高的良率和更低的成本。此外，IMEC最近推出了300mm GaN计划，包括Si和QST，预计将进一步降低GaN器件制造成本。

在器件层面，进展包括 Navitas 和 Infineon 于 2025 年推出的 >1200V GaN（通过蓝宝石和 QST 衬底）和 600–650V 双向器件，Enphase 采用这些器件用于下一代微型逆变器，通过替换两个背靠背开关来节省 BOM。然而，GaN 集成并非即插即用：EMI 管理和系统级设计调整对于采用仍然至关重要。