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功率GaN市場增速驚人,IDM廠商產能加速擴張

2023-11-11 10:54:12??????點擊:

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。
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