隨著市場需求的急劇增長，氮化鎵正從低功率場景向中高功率場景不斷延伸。
最近，芯八哥“走進產(chǎn)業(yè)鏈”欄目記者采訪了國內(nèi)氮化鎵領(lǐng)域的新銳企業(yè)鎵未來的銷售總經(jīng)理曾晨，探討在以氮化鎵等為代表的第三代半導(dǎo)體蓬勃發(fā)展的背景下，當前鎵未來在氮化鎵全場景功率段的快速發(fā)展之道。
據(jù)了解，鎵未來成立于2020年，專注寬禁帶半導(dǎo)體氮化鎵功率器件在電力電子領(lǐng)域的應(yīng)用。近年來，公司的發(fā)展勢頭愈發(fā)亮眼，已研發(fā)出了650V、900V系列多款小功率（<300W）、中功率（300W~1kW）和大功率（1kW~10kW）GaN功率器件，廣泛應(yīng)用于消費電子、電動工具、數(shù)據(jù)中心、便攜儲能、微型逆變器、電動汽車、智能電網(wǎng)和工業(yè)市場等領(lǐng)域。
氮化鎵價值量不斷提升，公司PD快充已在聯(lián)想等大客戶中批量出貨
作為第三代半導(dǎo)體材料的杰出代表，氮化鎵功率芯片能夠使充電器具備充電效率高、散熱快、體積小巧等明顯優(yōu)勢，能夠滿足消費電子市場對電源產(chǎn)品小型化、快速化及低發(fā)熱的強烈需求。
從2018年開始，氮化鎵快充充電器開始進入國內(nèi)市場，隨后在2020年左右在手機快充領(lǐng)域得到爆發(fā)性應(yīng)用，實現(xiàn)了氮化鎵產(chǎn)業(yè)的第一個小高峰。發(fā)展到現(xiàn)在，氮化鎵充電器在體積越來越小的同時功率越來越大，從最初的 5W到現(xiàn)在早已超過300W，而氮化鎵芯片使用量也由1顆增加至2-4顆，價值量提升了1-3倍。
在小功率場景方面，鎵未來針對市場需求已經(jīng)推出了33W、65W、120W、140W、200W、240W、330W等多個系列的650V GaN芯片，并且已經(jīng)在消費電子PD快充、適配器等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了大批量出貨。
以140W PD快充為例，該方案采用鎵未來的1顆G1N65R150PB +2顆 G1N65R240PB氮化鎵芯片，以 PFC+AHB的架構(gòu)進行拓撲和控制，輸入電壓范圍為90~264Vac，輸出為28V/5A、20V/7A，峰值效率可達95.08%，尺寸為57mm x 57mm x 24mm，功率密度1.79W/cm3(PCBA)，在滿足市場高頻率小型化需求的同時，與類似Si-MOS方案相比體積能夠減少70%，效率提高2%。
硅現(xiàn)在的發(fā)展已經(jīng)達到了物理極限，在很多要求高轉(zhuǎn)換效率以及小體積的場景上，硅所能發(fā)揮的作用就已經(jīng)不是特別多了，所以這一部分就需要用氮化鎵來進行迭代與升級。鎵未來小功率主要分為手機、筆記本適配器、兩輪電動車等幾個大的細分場景，在未來還會有家電的適配器也會陸續(xù)被氮化鎵所替代，也是一塊非常大的市場。
曾晨介紹道，從產(chǎn)品來看，目前鎵未來小功率的產(chǎn)品很多，其中今年出貨量比較大的是140W的產(chǎn)品，僅用300W原裝適配器1/4的體積和1/3重量實現(xiàn)了80%的用戶實際使用性能，和Apple 140W氮化家適配器相比，體積更是縮小了35%。目前該系列產(chǎn)品已經(jīng)在聯(lián)想的高配置游戲本上批量應(yīng)用。去年它配的是135W納微半導(dǎo)體的器件，和納微半導(dǎo)體相比，我們的產(chǎn)品在待機功耗更低的同時，充電頭效率也更高。
小中大功率段全覆蓋，產(chǎn)品已在光伏/儲能領(lǐng)域位于行業(yè)前列
憑借高功率、低損耗與高頻率的優(yōu)良特性，氮化鎵在消費市場的快速普及后，為其進軍光伏/儲能、數(shù)據(jù)中心/服務(wù)器、新能源汽車等新興領(lǐng)域掃清了發(fā)展障礙，并且在整個電力電子領(lǐng)域已經(jīng)全面鋪開。
其中，在光伏/儲能領(lǐng)域，GaN功率IC在光伏發(fā)電中主要用于逆變器和配套儲能中，能夠有效提升光伏發(fā)電效率，并且能使儲能系統(tǒng)實現(xiàn)低轉(zhuǎn)換損耗；在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，GaN通過減少運營支出并降低二氧化碳排放量，實現(xiàn)更可持續(xù)的業(yè)務(wù)。行業(yè)內(nèi)包括浪潮信息、華為、超聚變等知名供應(yīng)廠商均已采用GaN技術(shù)，設(shè)計具有更高功率密度、能效表現(xiàn)更好的電源供應(yīng)器；在新能源汽車領(lǐng)域，GaN功率IC在汽車中主要用于OBC車載充電器、DC-DC轉(zhuǎn)換器、BMS電池管理系統(tǒng)、主驅(qū)逆變、激光雷達等方面，行業(yè)內(nèi)包括寶馬等主機廠以及緯湃科技等Tier1廠商都已經(jīng)在積極布局相關(guān)應(yīng)用，10億元左右的氮化鎵大單開始陸續(xù)出現(xiàn)。
隨著市場需求的急劇增長，氮化鎵正從低功率場景向中高功率場景不斷延伸。
最近，芯八哥“走進產(chǎn)業(yè)鏈”欄目記者采訪了國內(nèi)氮化鎵領(lǐng)域的新銳企業(yè)鎵未來的銷售總經(jīng)理曾晨，探討在以氮化鎵等為代表的第三代半導(dǎo)體蓬勃發(fā)展的背景下，當前鎵未來在氮化鎵全場景功率段的快速發(fā)展之道。
據(jù)了解，鎵未來成立于2020年，專注寬禁帶半導(dǎo)體氮化鎵功率器件在電力電子領(lǐng)域的應(yīng)用。近年來，公司的發(fā)展勢頭愈發(fā)亮眼，已研發(fā)出了650V、900V系列多款小功率（<300W）、中功率（300W~1kW）和大功率（1kW~10kW）GaN功率器件，廣泛應(yīng)用于消費電子、電動工具、數(shù)據(jù)中心、便攜儲能、微型逆變器、電動汽車、智能電網(wǎng)和工業(yè)市場等領(lǐng)域。
氮化鎵價值量不斷提升，公司PD快充已在聯(lián)想等大客戶中批量出貨
作為第三代半導(dǎo)體材料的杰出代表，氮化鎵功率芯片能夠使充電器具備充電效率高、散熱快、體積小巧等明顯優(yōu)勢，能夠滿足消費電子市場對電源產(chǎn)品小型化、快速化及低發(fā)熱的強烈需求。
從2018年開始，氮化鎵快充充電器開始進入國內(nèi)市場，隨后在2020年左右在手機快充領(lǐng)域得到爆發(fā)性應(yīng)用，實現(xiàn)了氮化鎵產(chǎn)業(yè)的第一個小高峰。發(fā)展到現(xiàn)在，氮化鎵充電器在體積越來越小的同時功率越來越大，從最初的 5W到現(xiàn)在早已超過300W，而氮化鎵芯片使用量也由1顆增加至2-4顆，價值量提升了1-3倍。
在小功率場景方面，鎵未來針對市場需求已經(jīng)推出了33W、65W、120W、140W、200W、240W、330W等多個系列的650V GaN芯片，并且已經(jīng)在消費電子PD快充、適配器等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了大批量出貨。
以140W PD快充為例，該方案采用鎵未來的1顆G1N65R150PB +2顆 G1N65R240PB氮化鎵芯片，以 PFC+AHB的架構(gòu)進行拓撲和控制，輸入電壓范圍為90~264Vac，輸出為28V/5A、20V/7A，峰值效率可達95.08%，尺寸為57mm x 57mm x 24mm，功率密度1.79W/cm3(PCBA)，在滿足市場高頻率小型化需求的同時，與類似Si-MOS方案相比體積能夠減少70%，效率提高2%。
硅現(xiàn)在的發(fā)展已經(jīng)達到了物理極限，在很多要求高轉(zhuǎn)換效率以及小體積的場景上，硅所能發(fā)揮的作用就已經(jīng)不是特別多了，所以這一部分就需要用氮化鎵來進行迭代與升級。鎵未來小功率主要分為手機、筆記本適配器、兩輪電動車等幾個大的細分場景，在未來還會有家電的適配器也會陸續(xù)被氮化鎵所替代，也是一塊非常大的市場。
曾晨介紹道，從產(chǎn)品來看，目前鎵未來小功率的產(chǎn)品很多，其中今年出貨量比較大的是140W的產(chǎn)品，僅用300W原裝適配器1/4的體積和1/3重量實現(xiàn)了80%的用戶實際使用性能，和Apple 140W氮化家適配器相比，體積更是縮小了35%。目前該系列產(chǎn)品已經(jīng)在聯(lián)想的高配置游戲本上批量應(yīng)用。去年它配的是135W納微半導(dǎo)體的器件，和納微半導(dǎo)體相比，我們的產(chǎn)品在待機功耗更低的同時，充電頭效率也更高。
小中大功率段全覆蓋，產(chǎn)品已在光伏/儲能領(lǐng)域位于行業(yè)前列
憑借高功率、低損耗與高頻率的優(yōu)良特性，氮化鎵在消費市場的快速普及后，為其進軍光伏/儲能、數(shù)據(jù)中心/服務(wù)器、新能源汽車等新興領(lǐng)域掃清了發(fā)展障礙，并且在整個電力電子領(lǐng)域已經(jīng)全面鋪開。
其中，在光伏/儲能領(lǐng)域，GaN功率IC在光伏發(fā)電中主要用于逆變器和配套儲能中，能夠有效提升光伏發(fā)電效率，并且能使儲能系統(tǒng)實現(xiàn)低轉(zhuǎn)換損耗；在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，GaN通過減少運營支出并降低二氧化碳排放量，實現(xiàn)更可持續(xù)的業(yè)務(wù)。行業(yè)內(nèi)包括浪潮信息、華為、超聚變等知名供應(yīng)廠商均已采用GaN技術(shù)，設(shè)計具有更高功率密度、能效表現(xiàn)更好的電源供應(yīng)器；在新能源汽車領(lǐng)域，GaN功率IC在汽車中主要用于OBC車載充電器、DC-DC轉(zhuǎn)換器、BMS電池管理系統(tǒng)、主驅(qū)逆變、激光雷達等方面，行業(yè)內(nèi)包括寶馬等主機廠以及緯湃科技等Tier1廠商都已經(jīng)在積極布局相關(guān)應(yīng)用，10億元左右的氮化鎵大單開始陸續(xù)出現(xiàn)。
而從主要玩家來看，根據(jù)技術(shù)路線的不同，市場的參與者主要可以分為E-mode GaN 產(chǎn)品（即增強型GaN）和 D-mode GaN 產(chǎn)品（即耗盡型GaN）兩種。其中GaN Systems、EPC、GaN Power、英諾賽科、Navitas、英飛凌等采用的是E-Mode設(shè)計，而Transphorm、PI、TI、Nexperia、鎵未來等采用的是D-Mode設(shè)計。
和GaN E-mode廠商相比，鎵未來Cascode GaN 具有電路設(shè)計簡單、一致性好、成本低、抗干擾強、覆蓋功率范圍廣、損耗低、可靠性高等特點。在產(chǎn)品線上，我們是業(yè)內(nèi)少有能夠?qū)崿F(xiàn)從5W到10000W功率段全部都能覆蓋并且都有出貨能力的公司。雖然市場上也有很多公司也在做大功率的產(chǎn)品，但是目前很少有向市場批量出貨的，而大批量出貨是檢驗公司品質(zhì)最好的一個方式。
曾晨說道，除了技術(shù)及產(chǎn)品線優(yōu)勢外，我們擁有行業(yè)內(nèi)非常成熟的團隊。不管是創(chuàng)始人吳毅鋒博士帶領(lǐng)的研發(fā)團隊（曾兩次創(chuàng)業(yè)成功: 1) Nitres[1997-2000] 被Cree收購,2) Transphorm [2008-2021] Nasdaq上市），還是運營團隊及方案團隊，我們都是世界頂尖級的。那么以我們領(lǐng)先的技術(shù)為基礎(chǔ)，鎵未來可以配合客戶可以做很多的創(chuàng)新產(chǎn)品以及方案，這是我們區(qū)別于其他廠商的獨特優(yōu)勢所在。
受下游眾多應(yīng)用場景陸續(xù)爆發(fā)的帶動，目前氮化鎵行業(yè)頭部企業(yè)業(yè)績開始呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。其中，英諾賽科目前累計出貨量已成功突破3億顆，在2023年上半年銷售額同比增長500%；納微半導(dǎo)體在2023Q2季度營收同比增長110%，環(huán)比增長35%，在研客戶項目增長30%，總量超過10億美元，出貨量也累計已經(jīng)超過1億顆；華潤微預(yù)期2023年第三代半導(dǎo)體營收將較去年實現(xiàn)翻番，營收規(guī)模將突破億元關(guān)口。
在行業(yè)內(nèi)多家廠商業(yè)績翻倍的背景下，氮化鎵行業(yè)迎來發(fā)展甜蜜點，鎵未來也不例外。
曾晨指出：公司早在2021年公司就已經(jīng)獲得300萬顆氮化鎵快充芯片訂單，在2022年公司再次拿下57萬臺650V/3.6kW器件的訂單（=>3,000萬只65W PD快充)。我們現(xiàn)在的在手訂單非常多，整體而言近幾年公司的收入都處于翻倍增長的高速成長態(tài)勢。在氮化鎵行業(yè)整體發(fā)展加速的帶動下，預(yù)期公司今年營收還會實現(xiàn)翻倍增長。
作為行業(yè)內(nèi)非常優(yōu)質(zhì)的投資標的，近年來鎵未來相繼完成了由珠海市科技天使基金、珠海市人才基金、順為資本、高瓴創(chuàng)投、中芯聚源等知名投資機構(gòu)參與的4輪累計金額超2億元的融資，主要用于主要包括大功率應(yīng)用場景新產(chǎn)品的研發(fā)、老產(chǎn)品的持續(xù)迭代升級以及900V的器件等產(chǎn)品的市場推廣，以為公司的持續(xù)發(fā)展進一步賦能。
展望未來，曾晨表示：這是中國半導(dǎo)體最好的十年，現(xiàn)在就是氮化鎵的高光時刻。和Si相比，現(xiàn)在氮化鎵的成本還比較高，不過，經(jīng)過技術(shù)的不斷迭代，預(yù)計到2025年左右氮化鎵的成本將逐漸比Si還要便宜。到時價格降下來之后，氮化鎵的出貨量及滲透率還將得到更大規(guī)模的發(fā)展。未來，我們也將重點發(fā)力650V和900V兩大品線，為把鎵未來打造成為國際一流的氮化鎵功率器件供應(yīng)商不斷奮進。
