氮化鎵（GaN），作為第三代半導體材料的佼佼者，早已在LED照明和激光顯示等顯示技術領域占據重要地位。近年來，憑借其卓越的擊穿電場、熱導率、電子飽和率和耐輻射性等特性，氮化鎵在半導體功率器件領域的應用前景愈發受到行業關注。
近期，電子科技大學信息與量子實驗室的研究團隊與清華大學、中國科學院上海微系統與信息技術研究所合作，在國際上首次研制出了氮化鎵量子光源芯片。這一技術突破不僅為氮化鎵的應用前景提供了強有力的背書，也預示著其在未來科技領域的廣闊應用空間。
氮化鎵量子光源芯片問世 資料來源：科技日報
盡管氮化鎵材料的低功耗和高功率密度特性完美契合了當前社會對高效率的追求，被稱為未來材料的明星。但從市場情況來看，氮化鎵目前仍處于發展過渡期。據預測，到2030年，氮化鎵有望在半導體市場中占據主導地位。目前來看，國內化合物半導體龍頭企業如三安光電（600703）近年來的業績表現并不盡如人意，反映出行業整體仍面臨挑戰。
三安光電業績
一、超充是第一大增長點
氮化鎵功率半導體產品以其高頻、低損耗和高性價比等優勢，在智能設備快充、車規級充電以及數據中心等多個應用場景中得到廣泛應用。根據全球知名咨詢公司弗若斯特沙利文的市場調研數據，氮化鎵功率半導體的主要增長動力來自于電子產品的快速充電器及適配器。盡管市場規模的預測非常樂觀，但考慮到消費電子市場的存量特性，實際需求可能需要更為審慎的評估。
全球氮化鎵功率半導體市場規模自2019年的人民幣1.39億元迅速增至2023年的人民幣17.6億元，復合年增長率為88.5%。英諾賽科在其招股說明書中預計，氮化鎵功率半導體市場將實現指數級增長，從2024年的32.28億元人民幣增長至2028年的501.42億元人民幣，預計復合年增長率達到98.5%。特別是在消費電子領域，氮化鎵功率半導體市場的增長預期尤為顯著，預計從2024年的24.66億元人民幣增長至2028年的211.33億元人民幣，復合年增長率為71.1%。
全球氮化鎵功率半導體市場規模 資料來源：英諾賽科招股說明書
2014年，世界上最早的氮化鎵充電芯片出現，十年以來，氮化鎵充電器已逐漸成為更多人的選擇。氮化鎵充電器內部的元件可以更緊密地排列，因此在相同成本的情況下，使用氮化鎵解決方案可將USB-PD充電器體積和重量減少約70%，或將充電功率提高約50%，從而實現更快的充電。而且氮化鎵充電器在安全性方面也表現出色。
氮化鎵快充產品 資料來源：網絡
氮化鎵功率器件技術在快充領域最為成熟，在數據中心、工業領域也已經逐步開始使用，但都需要一個漫長的過渡期。
二、降本是商業化的關鍵
商業競爭中，成本始終是一個不可忽視的因素。自2022年以來，盡管氮化鎵芯片曾被認為比碳化硅芯片更為昂貴，但最新的技術進展已經改變了這一局面。
去年下半年，日本最大的半導體晶圓企業信越化學工業和從事ATM及通信設備的OKI開發出了以低成本制造使用氮化鎵的功率半導體材料的技術。制造成本可以降至傳統制法的1/10以下。這對于氮化鎵行業而言無疑是重大利好消息，但該技術仍待量產驗證。
氮化鎵新技術概要 資料來源：OKI
無獨有偶，德州儀器(TI)正在將其多個晶圓廠的6英寸氮化鎵芯片生產轉向8英寸晶圓生產，這將使其能夠提供更具價格競爭力的氮化鎵芯片。消息人士稱，轉向8英寸預計將使德州儀器(TI)節省10%以上的成本。這為氮化鎵芯片的價格競爭力提供了進一步的空間。
三、資本市場掀起收購熱潮
氮化鎵技術的市場熱度也反映在資本市場上。為了實現技術整合、市場擴張和產品線豐富等戰略目標，多家企業通過收購來加強自身在氮化鎵領域的競爭力。
海外市場上，2023年10月，英飛凌以8.3億美元收購GaN Systems，顯著推進了英飛凌的氮化鎵技術路線圖；2024年1月，瑞薩電子宣布與全球氮化鎵功率半導體供應商Transphorm達成最終協議。
近日，全球最大的氮化鎵芯片制造企業英諾賽科已開始籌備在港股上市。國內方面，雖然A股市場尚未出現大規模的資本運作，但近日天風證券副總裁兼研究所所長趙曉光發表演講指出：中國半導體產業正處于并購黃金時期。
氮化鎵過渡期 資料來源：中國電子報
業界對于氮化鎵的認可與重視不置可否，但氮化鎵器件的研究起步于2000年代初，目前仍處于發展初期。這與氮化鎵的技術成熟度推進緩慢密不可分。因此，氮化鎵未來無疑將成為推動半導體行業發展的關鍵力量。但未來有多遠，有待觀望。