文 | 半导体产业纵横

在全球科技产业向高效能、低功耗转型的浪潮中，氮化镓（GaN）作为第三代半导体的核心材料，正以其宽禁带、高电子迁移率、耐高温的独特优势，打破传统硅基器件的性能瓶颈。2025 年以来，从衬底工艺的突破到车规级产品的量产，从消费电子快充的普及到 AI 数据中心的大规模应用，功率氮化镓产业迎来了技术成熟、场景爆发、商业化落地的多重共振，一个持续增长的黄金时代已然来临。

这一黄金时代的到来，并非偶然的技术跃迁，而是产业链协同演进、市场需求升级与政策支持共振的必然结果。

10月29日,Yole Group发布了最新版《功率氮化镓2025》(Power GaN 2025)报告。报告显示,功率氮化镓(GaN)器件市场正以惊人的速度增长,从2024年的3.55亿美元增长到2030年的约30亿美元,复合年增长率(CAGR)高达42%,未来六年将实现六倍增长。"功率GaN正在从潜力转化为生产现实，"Yole Group化合物半导体技术与市场分析师Roy Dagher表示，"我们看到所有终端市场都在加速采用。其效率、紧凑性和性能优势使其成为未来十年电力电子的关键技术。

来源：Yole Group

全链升级，步入规模化商用新阶段

2025 年上半年，中国氮化镓（GaN）产业正式告别 “技术验证期”，全面迈入 “规模化商用阶段”，从上游衬底外延到中游器件制造，再到下游场景落地与商业化变现，全产业链呈现协同升级态势，头部上市公司凭借技术创新与精准布局，推动中国在全球氮化镓竞争中的话语权持续提升。

• 原材料与衬底制造

今年以来，三安光电在氮化镓技术领域持续深化布局。公司正持续对其核心的硅基氮化镓技术平台进行升级和拓展。尤为引人注目的是，三安光电已着手构建射频硅基氮化镓代工平台，这一前瞻性布局旨在为未来高频、高功率的消费类射频应用场景储备核心技术，抢占市场先机。

截止今年8月，其旗下子公司湖南三安的硅基氮化镓产能已稳定在每月2,000片的水平。根据公司的公开信息，为满足市场需求，其在集成电路领域的氮化镓产品线一直在进行持续的产能扩张。

聚灿光电在氮化镓领域的发展呈现出巩固传统优势与开拓新增长曲线双线并进的清晰战略。在氮化镓业务深化方面，公司对其核心的氮化镓基蓝绿光LED业务进行了持续的优化。通过设备技改和精细化管理，生产效率得到稳步提升，产品产量创下同期历史新高。同时，以Mini LED、高光效照明、车用照明为代表的高端氮化镓产品表现尤为突出，实现了产销两旺，相关业务的营业收入均创下历史佳绩。

与此同时，其砷化镓红黄光项目于2025年1月正式通线投产，这一突破标志着该公司从过去单一的蓝绿光供应商，成功转型为覆盖红、黄、蓝、绿光的全色系LED芯片供应商。该项目产能爬坡迅速，目前单月产量已突破5万片，月产能10万片的生产设备也已基本到位。

• 器件设计与制造

闻泰科技在今年持续丰富其GaN产品线，已构建覆盖40V至700V的增强型GaN FET产品组合。其中，新型低压40V双向器件可用于移动设备和笔记本电脑的电池管理系统，而高压650V及700V器件则在LED驱动、AC/DC转换器等场景发挥效能。特别值得一提的是，在2025年上海车展上亮相的浩思动力Gemini小型增程器，就采用了闻泰科技提供的650V级联型氮化镓器件，该技术通过优化栅极驱动，显著提升了系统稳定性。

在产能建设上也稳步推进。去年启动的8英寸SiC及GaN产线目前已完成设备进场。同时，公司投资2亿美元在汉堡建设的GaN、SiC产线也进展顺利，预计2025年底实现通线，这将为第三代半导体产品的量产提供坚实的产能支撑。

英诺赛科今年在氮化镓领域也展现了强劲的发展势头。公司制定了积极的扩张计划，目标是在2025年底将其8英寸GaN晶圆的月产能从当前的1.3万片显著提升至2万片。其发布了采用创新顶部冷却封装的100V新品，旨在优化太阳能和储能系统的效率。同时，其第三代700V GaN器件平台已全面上市，该代产品在芯片面积上缩减了30%，并在能效与热管理性能上实现了显著提升。此外，还推出了包括100V双向器件和大功率合封氮化镓IC在内的多款新品，精准聚焦于数据中心、机器人等高端应用场景。

同时，该公司与意法半导体签署了GaN技术开发与制造协议；与联合汽车电子成立了联合实验室，共同致力于开发基于GaN技术的先进新能源汽车电力电子系统。

多领域渗透打开增长空间

功率GaN（氮化镓）器件凭借高效、节能、小型化等核心优势，正在多个关键领域加速渗透，市场格局逐渐清晰。到 2030 年，消费和移动领域将成为绝对主导力量，占据超过 50% 的市场份额，其核心应用集中在 300W 及以下快速充电器、过压保护（OVP）装置、家用电器以及移动设备电源管理等场景，这些贴近终端消费的领域因技术成熟度高、替换成本低，成为 GaN 器件规模化应用的首要阵地。

数据中心和电信领域被视为GaN 器件的 “黄金赛道”，人工智能计算与数据流量的爆发式增长，正推动数据中心电力架构升级，GaN 器件因适配 3 千瓦以上电源供应器（PSU）的核心需求，能有效优化设备外形尺寸、减少热损失并降低运营成本，成为下一代电源系统的核心选择。2025 年 NVIDIA 新数据中心架构的公告，触发了行业内的合作浪潮，德州仪器、Navitas、英飞凌科技、英诺赛科、安森美等领先电力半导体制造商纷纷加入，目标将 GaN 器件整合至 800V 高压直流电源系统，这一系列合作标志着 GaN 器件大规模部署的启动，据 Yole Group 预测，相关产品将于 2027 年左右实现首次商业化推出；到 2030 年，该领域将占据 13% 的市场份额，营收突破 3.8 亿美元，年复合增长率（CAGR）高达 53%，正如 Roy Dagher 所言，“AI、电气化和可持续发展目标的结合使得 GaN 在下一代服务器和电信电源系统中不可或缺”。

汽车和移动性领域展现出强劲的高增长潜力，尽管受电动汽车市场短期放缓影响出现一定延误，但长期增长动力充足，预计2024 年至 2030 年间年复合增长率将达到 73%，2030 年市场份额约为 19%。行业已涌现多个重要里程碑：长安汽车推出首个基于 GaN 的车载充电器（OBC），激光雷达（LiDAR）系统中 GaN 器件已广泛应用于高级驾驶辅助系统（ADAS），同时车载充电器（<11kW）和 DC-DC 转换器的应用场景也在持续扩展，随着汽车电气化、智能化进程的深化，GaN 器件在汽车电源管理、辅助驾驶等核心环节的渗透率将持续提升。

工业和能源电网领域正崛起为功率GaN 器件的第三个主要增长驱动力，预计到2030 年将占据约 11% 的市场份额。能源领域的技术突破尤为显著，Enphase Energy 推出首个基于 GaN 的微型逆变器，为光伏领域的效率升级奠定基础，此外 GaN 器件还在电池储能系统、便携式储能设备中逐步落地；在机器人和电机驱动领域，GaN 器件的采用率预计将在 2028-2029 年进入加速期，工业自动化与新能源产业的协同发展，将为该领域的 GaN 应用打开广阔空间。

从材料创新到器件革新

当前氮化镓技术领域仍以6英寸硅基氮化镓（GaN-on-Si） 技术路线为主导。这种技术路线凭借显著的成本优势成为市场主流——硅衬底成本仅为碳化硅的十分之一，且可直接利用现有半导体产线进行生产。在晶圆代工领域，台积电长期处于领先地位，其6英寸GaN晶圆月产能达3000-4000片。不过，随着产业升级，台积电已确认将在未来两年停止部分GaN生产线，这一战略调整反映了全球GaN产业格局正在经历深刻变革。

产业正快速向8英寸晶圆过渡，这一转变将对行业格局产生深远影响。根据Yole的研究预测，到2030年，8英寸晶圆将捕获超过80%的市场需求。这一过渡的核心驱动力在于成本效益的显著提升——8英寸晶圆可比6英寸晶圆提供更多的芯片产出，单位制造成本有效降低。技术领先企业已在这一领域取得实质性进展，英诺赛科通过自主研发的3.0代工艺平台，使单位晶圆芯片产出较6英寸提升80%，芯片制造成本较行业平均水平降低40%。同时，意法半导体等国际大厂也在积极建设8英寸GaN晶圆厂，为未来市场竞争布局。

在外延技术领域，近期取得了多项突破性进展。GaN基器件主要基于异质外延材料制作，高密度线性位错一直是制约GaN基电子器件向更高电压应用拓展的关键挑战。针对这一难题，研究机构提出了 “双通道位错输运”模型，创新性地将位错视为可工程化的一维载流子管道，为GaN器件中的“缺陷工程”开辟了新思路。在材料体系创新方面，深圳平湖实验室在2025年取得突破，首次研制了商用8英寸SiC衬底上的高质量AlGaN/GaN异质结构外延。测试结果显示，其位错密度相比常规Si衬底上GaN降低10-15倍，AlGaN/GaN异质结构的二维电子气迁移率高达1870 cm²/V·s，这些指标均达到国际领先水平。

在器件创新方面，垂直氮化镓（vGaN）技术的突破尤为引人注目。2025年，安森美推出的垂直氮化镓功率半导体采用单芯片设计，可应对1,200伏及以上高压。与目前市售的横向GaN器件相比，这一创新技术标志着氮化镓器件设计理念的重大转变。该技术采用GaN-on-GaN同质衬底技术，使电流能够垂直流过芯片，带来了多重优势：基于该技术构建的高端电源系统能降低近50%的能量损耗，被动元件尺寸可缩减约一半，器件体积约为横向器件的三分之一。这种单芯片垂直结构设计实现了更高的功率密度、更优异的热稳定性，且在极端条件下性能依旧稳健。

随着AI数据中心、电动汽车、可再生能源等领域对高效、高功率密度器件需求的持续增长，氮化镓技术正迎来前所未有的发展机遇。从6英寸到8英寸的过渡，从外延材料缺陷控制到垂直结构器件的创新，这些突破不仅解决了长期困扰产业的可靠性和性能瓶颈，更为氮化镓技术在更广阔应用场景的规模化应用奠定了坚实基础。