GaN材料原先被用為如藍(lán)色LED等LED類(lèi)產(chǎn)品的主要原料，但是由于GaN具有高硬度與高能隙的特性，并且GaN功率元件可以在硅基質(zhì)上成長(zhǎng)，在面積與整體成本考量上，也具有比碳化硅元件更劃算的可能性。硅基GaN器件更適用于中低壓/高頻領(lǐng)域。

與硅基功率半導(dǎo)體市場(chǎng)相比，目前功率GaN市場(chǎng)仍然很小，但因其適用于高性能和高頻率解決方案，已顯示出巨大的增長(zhǎng)潛力。根據(jù)Yole最新報(bào)告，給出的兩種趨勢(shì)中，“牛市”市場(chǎng)趨勢(shì)更為積極，事實(shí)上，蘋(píng)果公司對(duì)基于GaN技術(shù)的無(wú)線充電解決方案感興趣。如果蘋(píng)果一旦采用功率GaN器件用于電源應(yīng)用，眾多手機(jī)公司必將追隨，GaN功率市場(chǎng)必然迎來(lái)增長(zhǎng)。

功率GaN應(yīng)用：市場(chǎng)演進(jìn)有兩種可能的場(chǎng)景

隨著GaN功率器件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，越來(lái)越多的公司加入GaN產(chǎn)業(yè)鏈，有初創(chuàng)公司EPC、GaN System、Transphorm、Navitas等，這些初創(chuàng)公司大多選擇代工廠制造模式，主要使用臺(tái)積電、Episil或X-FAB作為代工伙伴。行業(yè)巨頭如英飛凌、安森美、意法半導(dǎo)體、松下和德州儀器采用IDM模式。

2018年功率GaN產(chǎn)業(yè)鏈全景

下面就廠商具體展開(kāi)。

（1）美國(guó)德州儀器

2015年3月，德州儀器發(fā)布了集成有80V GaN FET和驅(qū)動(dòng)器IC的“LMG5200”，采用的是美國(guó)EPC公司的GaN FET。

2016年4月，德州儀器發(fā)布了將工作電壓為600V的GaN FET和驅(qū)動(dòng)器IC集成在一個(gè)封裝里的“LMG3410”，并提供包括新產(chǎn)品樣品在內(nèi)的開(kāi)發(fā)套件。此次采用的是TI自己開(kāi)發(fā)的GaN FET。

2018年10月，推出支持高達(dá)10kW應(yīng)用的新型即用型600 V GaN場(chǎng)效應(yīng)晶體管，50mΩ和70mΩ功率級(jí)產(chǎn)品組合。

（2）歐美意法半導(dǎo)體

2018年9月，意法半導(dǎo)體宣布利用CEA Leti的200mm研發(fā)線合作開(kāi)發(fā)用于二極管和晶體管的GaN-on-Si技術(shù)有望在2019年完成工程樣品驗(yàn)證。意法半導(dǎo)體計(jì)劃在2020年前在法國(guó)圖爾市的前道晶圓廠建立一條完全滿足要求的生產(chǎn)線，包括GaN-on-Si異質(zhì)外延生產(chǎn)線。

（3）美國(guó)安森美

2015年，安森美與Transphorm建立合作關(guān)系，共同開(kāi)發(fā)及共同推廣基于GaN的產(chǎn)品和電源系統(tǒng)方案，用于工業(yè)、計(jì)算機(jī)、通信、LED照明及網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的各種高壓應(yīng)用。

2015年，兩家公司已聯(lián)名推出第一代600 V GaN 級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)(Cascode)晶體管，采用優(yōu)化的TO-220封裝，易于根據(jù)客戶現(xiàn)有的制板能力而集成。

（4）美國(guó)EPC

EPC是首個(gè)推出增強(qiáng)型氮化鎵（eGaNTM）FET的公司，可實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)功率MOSFET的有效替代；EPC也是增強(qiáng)型GaN功率晶體管的供應(yīng)商。

2015年5月，美國(guó)Intersil l和EPC合作實(shí)現(xiàn)抗輻射GaN功率器件，可滿足衛(wèi)星和其他惡劣環(huán)境應(yīng)用需求。

2017年3月，EPC推出EPC2045及EPC2047氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管，對(duì)比前一代的產(chǎn)品，晶體管的尺寸減半，性能顯著提升。

2017年6月，EPC推出200V/55A EPC2046功率晶體管，可應(yīng)用于無(wú)線充電、多級(jí)AC/DC電源供電、機(jī)械人應(yīng)用、太陽(yáng)能微型逆變器及具低電感的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器。

2018年5月，EPC推出350V GaN晶體管EPC2050，體積是對(duì)應(yīng)硅MOSFET尺寸的1/20，應(yīng)用領(lǐng)域包括太陽(yáng)能逆變器、電動(dòng)車(chē)充電器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、多級(jí)轉(zhuǎn)換器配置。

（5）美國(guó)Transphorm

2007年成立，以美國(guó)加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校的教授和研究人員為主體，致力于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)GaN（氮化鎵）功率轉(zhuǎn)換器和模塊，已獲得了包括谷歌、富士通、凱鵬華盈、考菲爾德及拜爾斯、索羅斯基金管理公司、量子戰(zhàn)略合作伙伴在內(nèi)的眾多投資機(jī)構(gòu)的青睞。Transphorm建立了業(yè)界第一個(gè)，也是唯一通過(guò)JEDEC認(rèn)證的600V GaN產(chǎn)品線。

2014年2月，Transphorm與富士通半導(dǎo)體的功率器件業(yè)務(wù)部進(jìn)行了業(yè)務(wù)合并，Transphorm負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、富士通半導(dǎo)體負(fù)責(zé)制造并代理銷(xiāo)售。

2015年，Transphorm和安森美建立合作關(guān)系，共同推出基于GAN的電源方案。

（6）加拿大GaN Systems

GaN Systems成立于2008年，總部設(shè)在加拿大首都渥太華，專(zhuān)注于設(shè)計(jì)、研發(fā)和銷(xiāo)售氮化鎵功率開(kāi)關(guān)半導(dǎo)體器件，提供100V和650V器件，關(guān)鍵技術(shù)是Island技術(shù)，臺(tái)積電代工。

2008年，因項(xiàng)目涉及節(jié)能獲得加拿大政府的資金資助。

2011年，在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品原型后，獲得首筆風(fēng)險(xiǎn)投資。

2014年，成為全球最早實(shí)現(xiàn)氮化鎵晶體管器件規(guī)模化量產(chǎn)的公司之一，極大的降低了GaN晶體管生產(chǎn)成本，將GaN在電源轉(zhuǎn)換和控制領(lǐng)域的性能優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為商業(yè)現(xiàn)實(shí)。

2015年，完成了C輪2000萬(wàn)美元融資，投資人包括加拿大著名的投資機(jī)構(gòu)BDC和來(lái)自中國(guó)的青云創(chuàng)投。

2018年7月，推出兩款無(wú)線功率放大器，100W功率放大器[GSWP100W-EVBPA]適用于筆記本電腦、娛樂(lè)級(jí)無(wú)人機(jī)、家用輔助機(jī)器人、電動(dòng)工具和多款智能手機(jī)的快速充電等消費(fèi)類(lèi)市場(chǎng)。300W功率放大器[GSWP300W-EVBPA]面向工業(yè)和運(yùn)輸市場(chǎng)，適用于交付無(wú)人機(jī)、倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人、醫(yī)療設(shè)備、工廠自動(dòng)化、電動(dòng)自行車(chē)和滑板車(chē)等應(yīng)用。

（7）日本松下

2013年3月，開(kāi)始樣品供貨耐壓600V的GaN功率晶體管，此后不斷在功率電子及功率器件相關(guān)展會(huì)上進(jìn)行展示。

2016年11月，終于開(kāi)始量產(chǎn)耐壓600V的Si基GaN功率晶體管。

2016年12月，松下開(kāi)發(fā)出了常閉型工作GaN功率晶體管，耐壓為1.7kV，導(dǎo)通電阻僅為1.0mΩcm。同月，松下試制出了使用GaN基GaN功率晶體管，與松下以往Si基板產(chǎn)品相比，將導(dǎo)通電阻（Ron）降至2/3，將輸出電荷（Qoss）減至約一半。

（8）日本Sanken

1999年12月成立，IDM企業(yè)，原本做硅器件，現(xiàn)轉(zhuǎn)型做GaN、SiC第三代半導(dǎo)體器件。GaN功率器件以600V為主，處于研發(fā)階段。

（9）德國(guó)英飛凌

2014年9月，英飛凌以30億美元收購(gòu)美國(guó)國(guó)際整流（IR）公司，通過(guò)此次并購(gòu)，英飛凌將取得IR的Si基板GaN功率半導(dǎo)體制造技術(shù)。IR于2010年推出了第一批商用化的GaN基iP2010和iP2011，用于多相和POL的DC-DC轉(zhuǎn)換器、開(kāi)關(guān)和服務(wù)器等。2013年5月，IR開(kāi)始Si上GaN器件的商業(yè)化。

2015年3月，英飛凌和松下達(dá)成協(xié)議，聯(lián)合開(kāi)發(fā)采用松下電器的常閉式（增強(qiáng)型）Si基板GaN晶體管結(jié)構(gòu)，與英飛凌的表貼（SMD）封裝的GaN器件，推出高能效600V GaN功率器件。松下向英飛凌授予了使用其常閉型GaN晶體管結(jié)構(gòu)的許可。按照協(xié)議，兩家公司均可生產(chǎn)高性能GaN器件。

2018年6月，英飛凌宣布將于2018年底開(kāi)始量產(chǎn)CoolGaN 400V和600V增強(qiáng)型HEMT。

（10）法國(guó)Exagan

2014年由Soitec和法國(guó)微/納米研究中心CEA-Leti共同出資成立，并獲得兩個(gè)機(jī)構(gòu)在材料和技術(shù)領(lǐng)域的授權(quán)。2015年5月獲得第一輪融資270萬(wàn)歐元，以生產(chǎn)GaN功率開(kāi)關(guān)器件。戰(zhàn)略合作伙伴包括X-FAB Silicon Foundries和面向200毫米GaN技術(shù)和制造的國(guó)際研究機(jī)構(gòu)CEA-Leti，TüVNORD GROUP提供產(chǎn)品質(zhì)量、測(cè)試和可靠性服務(wù)。

2018年7月，Exagan推出G-FET功率晶體管和G-DRIVE智能快速開(kāi)關(guān)解決方案，在一個(gè)封裝中集成了驅(qū)動(dòng)器和晶體管。

（11）德國(guó)Dialog

2016年 8月，Dialog推出首款650V硅基GaN電源IC產(chǎn)品--- DA8801，臺(tái)積電代工。

（12）以色列VISIC

2010年，公司成立。2011年，VISIC開(kāi)始低導(dǎo)通電阻GaN開(kāi)關(guān)樣品試用，導(dǎo)通電阻最低可達(dá)15mΩ，能在500kHz頻率、400V負(fù)載電壓下運(yùn)行，電流大于30A。

2016年9月，發(fā)布650V/12A和1200VGaN器件。

2017年1月，完成11.6百萬(wàn)美元C輪融資，推進(jìn)GaN器件商業(yè)化。

2018年2月，發(fā)布1200V/80A GaN模塊。

（13）蘇州能訊

2007年成立，2011年完成第二輪3億元融資。已經(jīng)投資3.8億元人民幣，在昆山建設(shè)了中國(guó)第一家氮化鎵電子材料與器件工廠，設(shè)計(jì)產(chǎn)能為年產(chǎn)3寸氮化鎵晶圓6000片。能訊GaN HEMT器件通過(guò)級(jí)聯(lián)Si制MOSFET實(shí)現(xiàn)常關(guān)工作。

2013年3月，發(fā)布第一批符合JEDEC標(biāo)準(zhǔn)的600V Si襯底GaN功率器件。

2014年2月，新增了100V eGaN FET。

2014年3月，首次將PQFN封裝用于其JEDEC標(biāo)準(zhǔn)的600V Si襯底GaN功率器件。

2014年5月，發(fā)布650V normal-off 的GaN晶體管，四款是E-mode，一款是cascade，PQFN封裝。發(fā)布五款100V normal-off 的GaN晶體管產(chǎn)品，采用Cool Switching技術(shù)。

（14）蘇州晶湛

2012年成立，位于蘇州納米城，創(chuàng)始人***博士，IMEC海歸。生產(chǎn)GaN外延材料，應(yīng)用于微波射頻和電力電子領(lǐng)域；目前已可以提供6英寸、8英寸硅基氮化鎵晶圓材料。

（15）江蘇華功

2016年8月成立，由北京大學(xué)聯(lián)合中山大學(xué)提供技術(shù)支撐，致力于硅基氮化鎵功率電子產(chǎn)業(yè)化。

（16）珠海英諾賽科

成立于2015年12月，引進(jìn)美國(guó)英諾賽科公司SGOS 技術(shù)。2017年11月，國(guó)內(nèi)首條8英寸硅基氮化鎵生產(chǎn)線正式投產(chǎn)，主要包括100V-650V氮化鎵功率器件。

（17）重慶華潤(rùn)微

2017年12月，華潤(rùn)微電子對(duì)中航（重慶）微電子有限公司完成收購(gòu)，擁有8英寸硅基氮化鎵生產(chǎn)線，國(guó)內(nèi)首個(gè)8英寸600V/10A GaN功率器件產(chǎn)品，用于電源管理。

（18）杭州士蘭微

國(guó)內(nèi)知名IDM企業(yè)，建設(shè)6英寸硅基氮化鎵功率器件中試線。

2018年10月，杭州士蘭微電子股份有限公司廈門(mén)12英寸芯片生產(chǎn)線暨先進(jìn)化合物半導(dǎo)體生產(chǎn)線正式開(kāi)工。2017年12月，士蘭微電子與廈門(mén)市海滄區(qū)人民政府簽署了《戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》。士蘭微電子公司與廈門(mén)半導(dǎo)體投資集團(tuán)有限公司共同投資220億元人民幣，在廈門(mén)規(guī)劃建設(shè)兩條12英寸90～65nm的特色工藝芯片（功率半導(dǎo)體芯片及MEMS傳感器）生產(chǎn)線和一條4/6英寸兼容先進(jìn)化合物半導(dǎo)體器件（第三代功率半導(dǎo)體、光通訊器件、高端LED芯片）生產(chǎn)線。

（19）重慶聚力成

2018年11月，聚力成半導(dǎo)體（重慶）有限公司奠基儀式在大足高新區(qū)舉行，項(xiàng)目總投資50億元，以研發(fā)、生產(chǎn)全球半導(dǎo)體領(lǐng)域前沿的氮化鎵外延片、芯片為主，將打造集氮化鎵外延片制造、晶圓制造、芯片設(shè)計(jì)、封裝、測(cè)試、產(chǎn)品應(yīng)用設(shè)計(jì)于一體的全產(chǎn)業(yè)鏈基地。

總體來(lái)說(shuō)，GaN關(guān)鍵技術(shù)主要掌握在美、歐、日主要企業(yè)手中，國(guó)內(nèi)企業(yè)也紛紛進(jìn)入GaN領(lǐng)域，主要有蘇州能訊、蘇州晶湛、珠海英諾賽科、江蘇華功、重慶華潤(rùn)微、杭州士蘭微等企業(yè)。國(guó)內(nèi)企業(yè)還需加快步伐，掌握核心技術(shù)，一旦GaN功率市場(chǎng)打開(kāi)，不至于落后于國(guó)外企業(yè)較大差距。