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GaN正不断扩大其应用,整体格局将会拥有更大的看点

发布日期:2024-01-13     234 次

瑞萨:补充宽禁带产线

1月11日,瑞萨电子与全球GaN功率半导体供应商Transphorm宣布双方已达成最终协议,瑞萨子公司将以每股5.10美元现金收购Transphorm所有已发行普通股,此次交易对Transphorm的估值约为3.39亿美元。

瑞萨将采用Transphorm的汽车级GaN技术来开发新的增强型电源解决方案,例如用于电动汽车的X-in-1动力总成解决方案,以及面向计算、能源、工业和消费应用的解决方案。

为了实现更高的效率,业界正采用SiC和GaN为代表的宽禁带(WBG)材料,此前,瑞萨已宣布建立一条内部SiC生产线,并签署了为期10年的SiC晶圆供应协议,而现在,通过收购Transphorm,瑞萨即将扩充其WBG产品阵容。

Transphorm是少数拥有自主研发、生产和应用能力的生产厂家。Transphorm与其它GaN公司最大的不同是能够提供GaN晶圆,其生产工厂坐落在日本,不管是生产GaN的MOCVD工艺,还是外延片都已经通过了车规级品质体系认证。Transphorm的GaN产品特点是驱动非常简单,不管是需求0.5A或1A驱动电流,Transphorm的产品都能完全满足。

去年11月,Transphorm在其2024财年第二季度(6-9月)业绩报告中透露,正在寻找买家。

据悉,此前Transphorm已与Microchip、Nexpria、FUJITSU、KKP、AFSW、YASKAWA安川电机、MARELLI等众多厂商达成战略合作,并在2020年成功在美国上市,2022年2月17日,Transphorm宣布其普通股已获准在纳斯达克资本市场上市。

英飞凌:收购GaN龙头

2023年10月25日,英飞凌宣布完成收购GaN系统公司(GaN Systems),这一收购轰动一时,引发人们对于GaN市场格局的猜想。根据此前在2023年3月2日的宣告,这笔“全现金”收购交易斥资8.3亿美元。

据集邦咨询数据显示,按照2022年的营业收入计算,Power integrations以20%的市占率排名第一,其次为Navitas(17%)、英诺赛科(16%)、EPC(15%)、GaN Systems(12%)、Transphorm(9%)等。按照这样的数据计算, 收购后,英飞凌市场份额可提升至15% ,最终可与EPC并列第四。

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目前,英飞凌共有450名GaN技术专家和超过350个GaN技术专利族。GaN Systems则成立于2008年,GaN Systems的产品以650V和100V表贴GaN单管为主,知名产品包括MacBook Pro标配的全球首款140W PD3.1快充,其搭载的是GaN Systems 650V GaN,三星、戴尔、哈曼卡顿、SATECHI等均是其客户。

GaN Systems采用的是业界常见的Fabless模式,专注GaN研发、应用、创新。此前与TSMC合作进行器件生产,不但产品上自给自足,同时也与业界知名电源控制器企业合作开发了半桥GaN,率先在世界500强级别客户量产商用。此外,GaN Systems曾与宝马签署GaN产能保证协定,同年又与最大的汽车一级供应商大陆集团拆分出的纬湃科技(Vitsco)达成战略合作,共同开发GaN功率器件。

英飞凌一直通过收购不断完善自己的产品线,如今成为少数同时涉足GaN、SiC、控制器、MCU等全方位芯片生产设计的企业。

通过并购GaN Systems,英飞凌不但可以快速丰富产品线、客户群,还能将GaN Systems积累的GaN技术与英飞凌先进的8~12寸晶圆厂、生产制程相结合,将GaN应用带上新高度。成为业界少有同时提供高压、低压GaN产品线的原厂,攻克传统硅难以解决的工程电源技术难题。

根据Yole此前评论,此次投资是较为大胆的决定,英飞凌目前占据电力电子市场近20%~25%份额,如果能在2028年功率GaN行业市场份额达到20亿美元时获得类似份额,英飞凌可能会看到对收入的巨大影响。

值得注意的是,英飞凌并非第一次涉足GaN。2014年,英飞凌以30亿美元收购国际整流器公司(IR),彼时便获得GaN、 IGBT等功率半导体产线,并加速提升300mm晶圆产能。

三星电子:也要进军GaN

2023年6月,三星电子宣布即将进军GaN市场,将从2025年起,针对消费、数据中心和汽车应用开放8英寸GaN功率半导体代工服务。

去年3月,有报道指出,三星已支出约2000亿韩元,准备开始生产SiC与GaN半导体,用于电源管理IC。同时计划采用8英寸晶圆来生产这类芯片,跳过多数功率半导体业者着手的入门级6英寸晶圆。

此前,台积电、联电、世界先进等各大代工厂均已布局第三代半导体。比如,台积电于2014年在6英寸晶圆厂制造GaN,2015年生产用于低压和高压应用GaN,2017年开始量产GaN-on-Si。

汽车是主力增长市场

GaN时常被人用来与SiC作比较,虽然它没有SiC发展时间久,但依旧凭借宽禁带、高击穿电压、高热导率、高饱和电子漂移速度高和强抗辐射能力等特点占据优势。

虽然GaN起步于快充,但它的应用领域远不止消费电子领域,包括微波射频、电力电子和光电子三大领域:微波射频包括 5G 通信、雷达预警、卫星通讯等,电力电子包括智能电网、高速轨道交通、新能源汽车、消费电子等,光电子方向包括LED、激光器、光电探测器等。

特别在车用功率器件领域,GaN功率器件市场份额一直保持稳定增长。

Yole此前预测显示,GaN市场将在2028年达到20.8亿美元,2022年~2028年复合增长率将会保持在44%。其中,汽车和通信就是GaN两个高速增长的市场。

汽车领域ADAS汽车LiDAR正在利用100V GaN器件,此外,在动力总成中采用GaN已经从可行性问题演变为时间问题,近十年来多数厂商一直专注于车载充电器(OBC)和DC/DC领域展开合作。

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Yole在此前的预测中表示,GaN增长正在放缓脚步,但事实上,GaN正不断扩大其应用,并在近两年内有望不断突破。原因涵盖两个方面:一是GaN与原有硅代工路线极为相似,但GaN工厂产能扩充不是问题,二是SiC大功率优势GaN也可以通过多路串联解决,大量厂商也正推出相应的解决方案,用于汽车、PC服务器领域。

此外,2023年9月,日本OKI与信越化学联合开发了一项新技术,将实现低成本制造垂直GaN功率器件,有望将制造成本降至传统制造成本的10%。也就是说,GaN的材料成本有望下降90%,届时GaN将会更具优势。

国内企业方面,三安光电、华润微、英诺赛科、赛微电子、珠海镓未来等厂商正在马不停蹄地加速布局GaN并推进产品落地和商用。


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