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電子發燒友網報道（文/梁浩斌）今年10月，英飛凌以8.3億美元完成對功率GaN公司GaN Systems的收購，成為了功率GaN領域史上最大規模的一筆收購，這筆收購的價值甚至比2022年整個功率GaN市場規模還高出數倍。


這一筆大規模交易的背后，是對功率GaN市場發展潛力的看好。相比于SiC的功率應用產業化較早，GaN材料最初在LED、射頻等領域經歷了漫長的發展，功率GaN的市場嚴格來說是從19年才真正上規模。


因此功率GaN市場發展潛力被廣泛看好，集邦咨詢的預測顯示，到2026年，全球功率GaN市場規模將會從2022年的1.8億美元增長至13.3億美元，年均復合增長率高達65%。


IDM還是Fabless？


在功率半導體領域，全球營收排名前十的廠商基本都是IDM模式，擁有自己的垂直整合產線，包括英飛凌、意法半導體、安森美、三菱電機、富士電機等。不過考慮到成本和風險，其實也有廠商會將一部分低端產品線產品交給代工廠生產。


SiC功率半導體領域的狀況與整體硅基功率半導體類似，由于SiC材料端在器件中的成本占比高，所以SiC領域廠商的主流模式是IDM，并且逐步從晶圓制造到上游的外延、襯底等領域布局。


但功率GaN領域，目前來看是以Fabless為主的，頭部廠商中包括納微半導體、EPC、Transphorm，以及被英飛凌收購前的GaN systems等，都采用了Fabless模式，產品在臺積電等晶圓代工廠進行生產。


當然，PI、英諾賽科、英飛凌、安世半導體、三安光電等廠商則在功率GaN方面選擇了IDM的模式，但除了英諾賽科是初創公司之外，其他IDM功率GaN廠商都基本在布局功率GaN之前就有了良好的垂直整合制造基礎。


GaN功率器件目前主流是采用Si襯底，能夠利用現有硅基功率半導體的設備和工藝，所以傳統的硅基功率IDM廠商在轉向GaN的時候增加的成本并不高。


功率半導體從工藝上看，IDM模式有一定的優勢，在擁有從設計到制造的產業鏈垂直整合能力后，能夠更快地迭代功率器件，更好地導入新工藝，構建特色工藝產線的Know-How形成差異化競爭優勢以及成本優勢。


但實際狀況中，Fabless模式也并沒有顯著的劣勢。Fabless模式的功率半導體公司通過與代工廠的深度合作共同推進工藝開發，同時由于沒有重資產投入，可以令設計公司更加專注于設計研發，也就能夠吸引更多功率半導體新玩家選擇。


從產業化進程來看，功率半導體領域GaN仍處于應用和市場開拓階段，而SiC、Si等已經發展很長時間，市場相對較為成熟。同時功率GaN領域我們也能夠看到有眾多的初創公司參與，Fabless輕資產投入對初創企業較為友好，并且初創公司普遍在產品規劃上初期較為專注于特定市場以及產品，產品線規模小，Fabless模式還能避免由于半導體市場周期導致的產線產能利用率波動。


英飛凌收購GaN Systems后，GaN Systems首席執行官曾表示，將GaN Systems的代工渠道與英飛凌的內部制造能力相結合，可以實現最大的增長能力。而英飛凌未來會怎樣分配功率GaN業務自產和代工的比例，也值得后續關注。


氮化鎵IDM產能擴張加速


從手機充電器開始，經過了四年多的發展，功率GaN已經拓展到更多的應用場景中，市場規模的高速增長，促使各大廠商加速擴張產能。


目前國內功率GaN龍頭英諾賽科今年出貨量暴增。根據官方公布的數據，截至去年12月，英諾賽科歷史累計功率GaN器件出貨量才1.2億顆，到了今年8月出貨量就突破3億顆，也就是僅僅半年多的時間，就已經超過了過去四年的累計出貨量。


伴隨著出貨量的暴增，必然有產能上的提高。今年上半年英諾賽科向電子發燒友網透露，當時蘇州和珠海工廠的產能合計約為每月一萬片，而到了8月產能已經提升到1.5萬片/月。


剛剛完成對GaN Systems收購的英飛凌，早在2022年初就宣布計劃投資20億歐元，在馬來西亞建造第三個廠區，提升SiC、GaN的制造能力。新廠區主要設計外延和晶圓切割等前端工藝，預計第一批晶圓將在2024年下半年下線。


另外，近期異軍突起的國內GaN初創公司譽鴻錦也已經實現了1.5萬片/月產能的IDM中試線，覆蓋外延、晶圓制造、期間封裝等芯片制造全流程。




此前電子發燒友網曾實地拜訪了譽鴻錦位于江西撫州的產線，據了解，目前該產線擁有從晶體生長、襯底加工、外延沉積、芯片制造、模組封測相關設備600余臺套，擁有襯底、外延和芯片產品完備的檢測設備20余臺，其中關鍵設備MOCVD就有20多臺，目前自研的MOCVD設備已經上線并進入最后的調試階段，并進行了現場展示。


同時，園區內二期產線也正在建設中，預計今年年底實現封頂，首批產線將在2024年底建成，預計月產能達到6萬-7萬片。而二期工廠整體達產后，月產能將達到25萬片，可能將成為全球最大的GaN IDM工廠。


小結：


隨著功率GaN市場的高速增長，未來幾年內將會有更多IDM廠商加大產能投資的規模。經歷了近幾年SiC領域的產能擴張熱潮后，在GaN市場巨大發展空間的驅動下，為了保障產能供應，或許還會有新的功率GaN Fabless廠商開始投資產線，走向類似于Fab-Lite的模式。有機構預計，2026年SiC產能趨于飽和，GaN領域的投資熱潮將會迎來新一輪增長期。