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中国氮化镓行业市场现状及前景分析GaN加速商用进程「图」
编辑:米乐体育来源:米乐在线登录时间:2024-02-17 13:36:23浏览次数:697

  氮化镓(GaN)是由氮和镓组成的一种半导体材料,因为其禁带宽度大于2.2eV,又被称为宽禁带半导体材料。它是微波功率晶体管的优良材料,也是蓝色光发光器件中的一种具备极其重大应用价值的半导体。GaN材料的研究与应用是目前全球半导体研究的前沿和热点,是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料,其主要优异特性如下:

  据统计,在在GaN电力电子方面,2020年GaN-on-Si外延片折算6英寸产能约28万片/年,GaN-on-Si器件/模块折算6英寸产能约22万片/年。在GaN微波射频方面,SiC半绝缘衬底(折合4英寸)产能18万片/年,GaN-on-SiC外延(折合4英寸)产能20万片/年,GaN-on-SiC器件/模块(折合4英寸)产能16万片/年。

  2020年氮化镓下游应用领域最重要的包含光电领域、射频领域与电子电力领域,其中广电领域占比68%,射频领域占比20%,电子电力领域占比10%,其他领域占比2%。

  相关报告:华经产业研究院发布的《2021-2026年中国氮化镓行业市场供需格局及投资规划建议报告》

  光电器件是氮化镓的主要应用方向,2020年占GaN整体市场规模的68%,市场规模达到224.7亿元,同比增长36.1%。

  氮化镓材料在开关电源、电动汽车、数据中心、无线充电,UPS等领域具有广阔前景,据统计,截至2020年我国SiC、GaN点在电力市场规模达46.8亿元,同比增长19.1%。

  目前氮化镓在车规领域的应用还处于初级阶段,据统计,2019年我们国家新能源汽车市场SiC、GaN功率市场规模为5.9亿元,预计未来几年将呈现递进式的增长,到2025年增长至45.9亿元左右。

  2020年是我国5G商用元年,并带动了GaN微波射频器件市场规模快速地增长,截至2020年市场规模达到66.1亿元,同比增长36.1%。

  2020年国防军事与航天应用是我国GaN微波射频器件的主要应用领域,市场规模占比53%;其次是无线基础设施,下游市场占比为36%,移动终端设备占比1%,其他领域占比10%。

  尽管碳化硅被更多地作为衬底材料(相较于氮化镓),国内仍有从事氮化镓单晶生长的企业,主要有苏州纳维、东莞中镓、上海镓特和芯元基等;从事氮化镓外延片的国内厂商主要有三安光电、赛微电子、海陆重工、晶湛半导体、江苏能华、英诺赛科等;从事氮化镓器件的厂商主要有三安光电、闻泰科技、赛微电子、聚灿光电、乾照光电等。

  在GaN电力电子产线条GaN-on-Si晶圆制造产线条GaN电力电子产线正在建设。GaN射频产线英寸GaN-on-SiC生产线条GaN射频产线正在建设。

  2020年以来,氮化镓(GaN)快充成为“网红”产品,受到小米、OPPO、魅族等手机生产厂商的“热捧”。氮化镓在消费电子领域迅速起量的同时,其应用场景范围也在持续扩展,正向新基建所涉及的5G、数据中心、新能源汽车等领域渗透。

  5G对氮化稼的需求量开始上涨是很明显的,5G基站所需的PA,为氮化稼带来了绝佳的市场机遇。由于氮化镓具备高频率、高功率密度、损耗小等优势,射频器件成为氮化镓最有前景的应用领域之一。5G时代,氮化镓将加速渗透基站所需的射频功率放大器(PA)。2020年3月,工业与信息化部在《关于推动5G加快发展的通知》中指出,将适时发布部分5G毫米波频段、频率使用规划。任勉表示,毫米波基站对射频功率器件的需求,比当前的宏基站市场更为可观,将为氮化镓带来更加庞大的市场增量。

  在数据中心等高能耗的使用场景下,氮化稼凭借高效率的优势,将带来显著的节约能源的效果。在电力电子领域,氮化镓充电器的市场热度不减。除了追求高频率、小体积的快充市场,氮化镓在数据中心服务器电源、高端工业配电系统电源等领域也有着应用潜能。

  目前氮化镓在车规领域的应用还处于初级阶段,但未来几年将呈现递进式的增长。在车规级市场,同为第三代半导体的碳化硅已经实现应用,但氮化镓还处于研发阶段。目前,用于新能源汽车的功率器件主要有三个领域:一是电机控制器,用于驱动及控制管理系统;二是OBC(车载充电器),将交流电转化为可以被新能源汽车动力电池使用的直流电;三是DC-DC

  直流转换器,将动力电池的直流电转换为低压直流电,给仪表盘、显示屏、监控系统等车载设备供电。以当前的技术水平来看,氮化镓用于DC-DC直流转换器这个细致划分领域有着较为显著的优势。

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