氮化鎵(GaN)行業(yè)發(fā)展預(yù)測(cè) 氮化鎵未來市場(chǎng)規(guī)模望超千億

• 吳澳燕 2023年3月29日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 1058 67
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氮化鎵(GaN)主要指一種由人工合成的半導(dǎo)體材料，是第三代半導(dǎo)體材料的典型代表。目前氮化鎵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)初步形成，相關(guān)器件快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)范圍涵蓋氮化鎵單晶襯底、半導(dǎo)體器件芯片設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)以及芯片等主要應(yīng)用場(chǎng)景。氮化鎵應(yīng)用范圍廣泛，下游應(yīng)用涵蓋了5G

氮化鎵(GaN)主要指一種由人工合成的半導(dǎo)體材料，是第三代半導(dǎo)體材料的典型代表。目前氮化鎵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)初步形成，相關(guān)器件快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)范圍涵蓋氮化鎵單晶襯底、半導(dǎo)體器件芯片設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)以及芯片等主要應(yīng)用場(chǎng)景。氮化鎵應(yīng)用范圍廣泛，下游應(yīng)用涵蓋了5G基站、特高壓、新能源充電樁、城際高鐵等主要領(lǐng)域。

全球氮化鎵產(chǎn)業(yè)規(guī)模呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。據(jù)分析機(jī)構(gòu)Yole研究顯示，在氮化鎵功率器件方面，2020年整體市場(chǎng)規(guī)模為0.46億美元，受消費(fèi)類電子、電信及數(shù)據(jù)通信、電動(dòng)汽車應(yīng)用驅(qū)動(dòng)，預(yù)計(jì)到2026年增長(zhǎng)至11億美元，復(fù)合年均增長(zhǎng)率為70%，其中，電動(dòng)汽車領(lǐng)域的年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)185%。在氮化鎵射頻器件方面，2020年整體市場(chǎng)規(guī)模為8.91億美元，預(yù)計(jì)到2026年增長(zhǎng)至24億美元。

從氮化鎵全球技術(shù)布局來看，中國(guó)、美國(guó)和日本為氮化鎵技術(shù)布局的熱門市場(chǎng)。美國(guó)和日本起步較早，起步于20世紀(jì)70年代初，目前全球氮化鎵技術(shù)主要來源于日本。中國(guó)起步雖晚，但后起發(fā)力強(qiáng)勁。

氮化鎵(GaN)行業(yè)發(fā)展預(yù)測(cè)

氮化物半導(dǎo)體材料，也稱為氮化鎵(GaN)基材料，是繼硅(Si)、砷化鎵(GaAs)之后的第3代半導(dǎo)體材料，包含了GaN、氮化鋁(AlN)和氮化銦(InN)及它們的合金(禁帶寬度范圍為0.7-6.2eV)，是直接帶隙半導(dǎo)體，是制作從紫外到可見光波段半導(dǎo)體激光器的理想材料。半導(dǎo)體激光器具有體積小、效率高、壽命長(zhǎng)和響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，在信息科技等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，是光電子產(chǎn)業(yè)的龍頭產(chǎn)品。氮化鎵激光器在激光顯示、激光照明、水下通信、生物醫(yī)學(xué)等民用及軍用領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。

隨著半導(dǎo)體化合物持續(xù)發(fā)展，以碳化硅和氮化鎵為代表物第三代半導(dǎo)體材料帶來了高擊穿電場(chǎng)、高熱導(dǎo)率、高電子遷移率、高工作溫度等優(yōu)點(diǎn)，將第三代半導(dǎo)體材料應(yīng)用在充電器上具有更大的輸出功率和更好的頻率特性。2018年，采用第三代半導(dǎo)體材料的氮化鎵充電器正式進(jìn)入消費(fèi)市場(chǎng)，氮化鎵充電器主要用于消費(fèi)電子產(chǎn)品，包括智能手機(jī)，平板電腦、PC等設(shè)備上，隨著越來越多的充電器生產(chǎn)廠商使用氮化鎵材料，氮化鎵充電器正逐步替代傳統(tǒng)的充電器，氮化鎵電器市場(chǎng)需求量不斷增大，發(fā)展前景廣闊。

當(dāng)前全球氮化鎵技術(shù)主要聚焦三大重點(diǎn)技術(shù)。首先，GaN襯底技術(shù)是器件降本的突破口，當(dāng)前正從小批量規(guī)模向產(chǎn)業(yè)商業(yè)化方向發(fā)展，同時(shí)向大尺寸和高晶體質(zhì)量方向發(fā)展。全球GaN襯底技術(shù)共有13000多件專利，日本和美國(guó)兩大市場(chǎng)分布的專利較多。全球襯底技術(shù)排名靠前的專利申請(qǐng)人以日本企業(yè)居多，日本住友在襯底領(lǐng)域技術(shù)儲(chǔ)備占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

氮化鎵(GaN)產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀分析

氮化鎵產(chǎn)業(yè)鏈上游為襯底和外延，中游為器件制造商。碳化硅襯底+氮化鎵外延層可制成射頻器件，碳化硅基氮化鎵射頻器件可應(yīng)用于5G宏基站、衛(wèi)星通信、微波雷達(dá)、航空航天等軍事/民用領(lǐng)域;硅襯底+氮化鎵外延層可制成功率器件，硅基氮化鎵功率器件可在大功率快充充電器、新能源車、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)快速滲透;藍(lán)寶石/氮化鎵襯底+氮化鎵外延層可制成光電器件，氮化鎵光電器件在MiniLED、MicroLED、傳統(tǒng)LED照明領(lǐng)域應(yīng)用優(yōu)勢(shì)突出。

氮化鎵功率器件技術(shù)在快充領(lǐng)域最為成熟，在數(shù)據(jù)中心、工業(yè)領(lǐng)域也已經(jīng)逐步開始使用，技術(shù)相對(duì)比較成熟。若全球采用硅芯片器件的數(shù)據(jù)中心都升級(jí)為氮化鎵功率芯片器件，將減少30%-40%的能源浪費(fèi)。

國(guó)內(nèi)氮化鎵充電器市場(chǎng)規(guī)模將將從1億元上升到2021年6億元，預(yù)計(jì)到2026年國(guó)內(nèi)氮化鎵充電器市場(chǎng)規(guī)模將上升至50億元。國(guó)內(nèi)氮化鎵充電器領(lǐng)域的重點(diǎn)企業(yè)包括倍思、安克創(chuàng)新、綠色聯(lián)盟技術(shù)等，而包括小米、華為、努比亞等的手機(jī)廠商也開始入局氮化鎵充電器市場(chǎng)，氮化鎵充電器市場(chǎng)已經(jīng)進(jìn)入百花齊放的時(shí)代。

氮化鎵未來市場(chǎng)規(guī)模望超千億

全球氮化鎵創(chuàng)新主體的龍頭企業(yè)主要集中于日本。氮化鎵產(chǎn)業(yè)國(guó)外重點(diǎn)企業(yè)包括日本住友、美國(guó)Cree、德國(guó)英飛凌、韓國(guó)LG、三星等，中國(guó)企業(yè)代表有晶元光電、三安光電、臺(tái)積電、華燦光電等。目前中國(guó)企業(yè)和國(guó)外企業(yè)相比，專利申請(qǐng)數(shù)量上仍有一定差距。

氮化鎵目前與新能源汽車、光伏、5G、消費(fèi)快充等下游領(lǐng)域深度綁定。2017年-2021年，氮化鎵市場(chǎng)規(guī)模從78.7億元提高至358.3億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率40.1%。頭豹研究院指出，隨著氮化鎵在新能源汽車應(yīng)用滲透率提升，及在垃圾處理領(lǐng)域等應(yīng)用的拓展，預(yù)計(jì)到2026年氮化鎵市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至1029.7億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率27.7%。

隨著手機(jī)的快充普及以及越來越多筆記本、平板等數(shù)碼產(chǎn)品采用PD快充標(biāo)準(zhǔn)，市場(chǎng)對(duì)于大功率、小體積、高性能的快充充電器需求不斷擴(kuò)張，預(yù)計(jì)2022年快充滲透率將提升至24%，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到27.43億美元。另外，包括氮化鎵在內(nèi)的第三代半導(dǎo)體材料的應(yīng)用加速了快充充電器的市場(chǎng)發(fā)展，預(yù)計(jì)到2026年我國(guó)氮化鎵充電器市場(chǎng)規(guī)模將上升至50億元。隨著包括手機(jī)、平板、筆記本等的終端產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，智能終端消費(fèi)市場(chǎng)的穩(wěn)步發(fā)展為智能終端充儲(chǔ)電產(chǎn)業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間。

更多行業(yè)詳情請(qǐng)點(diǎn)擊中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2018-2023年中國(guó)氮化鎵(GaN) 行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局分析及投資風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)報(bào)告》。報(bào)告對(duì)行業(yè)相關(guān)各種因素進(jìn)行具體調(diào)查、研究、分析，洞察行業(yè)今后的發(fā)展方向、行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局的演變趨勢(shì)以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、市場(chǎng)規(guī)模、潛在問題與行業(yè)發(fā)展的癥結(jié)所在，評(píng)估行業(yè)投資價(jià)值、效果效益程度，提出建設(shè)性意見建議，為行業(yè)投資決策者和企業(yè)經(jīng)營(yíng)者提供參考依據(jù)。

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