GaN功率半导体厂商梳理

来源：内容来自「SIMIT战略研究室」，作者 叶树梅，谢谢。

GaN材料原先被用为如蓝色LED等LED类产品的主要原料，但是由于GaN具有高硬度与高能隙的特性，并且GaN功率元件可以在硅基质上成长，在面积与整体成本考量上，也具有比碳化硅元件更划算的可能性。硅基GaN器件更适用于中低压/高频领域。

与硅基功率半导体市场相比，目前功率GaN市场仍然很小，但因其适用于高性能和高频率解决方案，已显示出巨大的增长潜力。根据Yole最新报告，给出的两种趋势中，“牛市”市场趋势更为积极，事实上，苹果公司对基于GaN技术的无线充电解决方案感兴趣。如果苹果一旦采用功率GaN器件用于电源应用，众多手机公司必将追随，GaN功率市场必然迎来增长。

功率GaN应用：市场演进有两种可能的场景，来源：Yole 2018

随着GaN功率器件产业的发展，越来越多的公司加入GaN产业链，有初创公司EPC、GaN System、Transphorm、Navitas等，这些初创公司大多选择代工厂制造模式，主要使用台积电、Episil或X-FAB作为代工伙伴。行业巨头如英飞凌、安森美、意法半导体、松下和德州仪器采用IDM模式。

2018年功率GaN产业链全景，来源：Yole

下面就厂商具体展开。

（1）美国德州仪器

2015年3月，德州仪器发布了集成有80V GaN FET和驱动器IC的“LMG5200”，采用的是美国EPC公司的GaN FET。

2016年4月，德州仪器发布了将工作电压为600V的GaN FET和驱动器IC集成在一个封装里的“LMG3410”，并提供包括新产品样品在内的开发套件。此次采用的是TI自己开发的GaN FET。

2018年10月，推出支持高达10kW应用的新型即用型600 V GaN场效应晶体管，50mΩ和70mΩ功率级产品组合。

（2）美国意法半导体

2018年9月，意法半导体宣布利用CEA Leti的200mm研发线合作开发用于二极管和晶体管的GaN-on-Si技术有望在2019年完成工程样品验证。意法半导体计划在2020年前在法国图尔市的前道晶圆厂建立一条完全满足要求的生产线，包括GaN-on-Si异质外延生产线。

（3）美国安森美

2015年，安森美与Transphorm建立合作关系，共同开发及共同推广基于GaN的产品和电源系统方案，用于工业、计算机、通信、LED照明及网络领域的各种高压应用。

2015年，两家公司已联名推出第一代600 V GaN 级联结构(Cascode)晶体管，采用优化的TO-220封装，易于根据客户现有的制板能力而集成。

（4）美国EPC

EPC是首个推出增强型氮化镓（eGaNTM）FET的公司，可实现对传统功率MOSFET的有效替代；EPC也是增强型GaN功率晶体管的供应商。

2015年5月，美国Intersil l和EPC合作实现抗辐射GaN功率器件，可满足卫星和其他恶劣环境应用需求。

2017年3月，EPC推出EPC2045及EPC2047氮化镓场效应晶体管，对比前一代的产品，晶体管的尺寸减半，性能显著提升。

2017年6月，EPC推出200V/55A EPC2046功率晶体管，可应用于无线充电、多级AC/DC电源供电、机械人应用、太阳能微型逆变器及具低电感的马达驱动器。

2018年5月，EPC推出350V GaN晶体管EPC2050，体积是对应硅MOSFET尺寸的1/20，应用领域包括太阳能逆变器、电动车充电器、电机驱动、多级转换器配置。

（5）美国Transphorm

2007年成立，以美国加州大学圣塔芭芭拉分校的教授和研究人员为主体，致力于设计、生产GaN（氮化镓）功率转换器和模块，已获得了包括谷歌、富士通、凯鹏华盈、考菲尔德及拜尔斯、索罗斯基金管理公司、量子战略合作伙伴在内的众多投资机构的青睐。Transphorm建立了业界第一个，也是唯一通过JEDEC认证的600V GaN产品线。

2014年2月，Transphorm与富士通半导体的功率器件业务部进行了业务合并，Transphorm负责设计、富士通半导体负责制造并代理销售。

2015年，Transphorm和安森美建立合作关系，共同推出基于GAN的电源方案。

（6）加拿大GaN Systems

GaN Systems成立于2008年，总部设在加拿大首都渥太华，专注于设计、研发和销售氮化镓功率开关半导体器件，提供100V和650V器件，关键技术是Island技术，台积电代工。

2008年，因项目涉及节能获得加拿大政府的资金资助。

2011年，在实现产品原型后，获得首笔风险投资。

2014年，成为全球最早实现氮化镓晶体管器件规模化量产的公司之一，极大的降低了GaN晶体管生产成本，将GaN在电源转换和控制领域的性能优势转化为商业现实。

2015年，完成了C轮2000万美元融资，投资人包括加拿大著名的投资机构BDC和来自中国的青云创投。

2018年7月，推出两款无线功率放大器，100W功率放大器[GSWP100W-EVBPA]适用于笔记本电脑、娱乐级无人机、家用辅助机器人、电动工具和多款智能手机的快速充电等消费类市场。300W功率放大器[GSWP300W-EVBPA]面向工业和运输市场，适用于交付无人机、仓储机器人、医疗设备、工厂自动化、电动自行车和滑板车等应用。

（7）日本松下

2013年3月，开始样品供货耐压600V的GaN功率晶体管，此后不断在功率电子及功率器件相关展会上进行展示。

2016年11月，终于开始量产耐压600V的Si基GaN功率晶体管。

2016年12月，松下开发出了常闭型工作GaN功率晶体管，耐压为1.7kV，导通电阻仅为1.0mΩcm。同月，松下试制出了使用GaN基GaN功率晶体管，与松下以往Si基板产品相比，将导通电阻（Ron）降至2/3，将输出电荷（Qoss）减至约一半。

（8）日本Sanken

1999年12月成立，IDM企业，原本做硅器件，现转型做GaN、SiC第三代半导体器件。GaN功率器件以600V为主，处于研发阶段。

（9）德国英飞凌

2014年9月，英飞凌以30亿美元收购美国国际整流（IR）公司，通过此次并购，英飞凌将取得IR的Si基板GaN功率半导体制造技术。IR于2010年推出了第一批商用化的GaN基iP2010和iP2011，用于多相和POL的DC-DC转换器、开关和服务器等。2013年5月，IR开始Si上GaN器件的商业化。

2015年3月，英飞凌和松下达成协议，联合开发采用松下电器的常闭式（增强型）Si基板GaN晶体管结构，与英飞凌的表贴（SMD）封装的GaN器件，推出高能效600V GaN功率器件。松下向英飞凌授予了使用其常闭型GaN晶体管结构的许可。按照协议，两家公司均可生产高性能GaN器件。

2018年6月，英飞凌宣布将于2018年底开始量产CoolGaN 400V和600V增强型HEMT。

（10）法国Exagan

2014年由Soitec和法国微/纳米研究中心CEA-Leti共同出资成立，并获得两个机构在材料和技术领域的授权。2015年5月获得第一轮融资270万欧元，以生产GaN功率开关器件。战略合作伙伴包括X-FAB Silicon Foundries和面向200毫米GaN技术和制造的国际研究机构CEA-Leti，TÜVNORD GROUP提供产品质量、测试和可靠性服务。

2018年7月，Exagan推出G-FET功率晶体管和G-DRIVE智能快速开关解决方案，在一个封装中集成了驱动器和晶体管。

（11）德国Dialog

2016年 8月，Dialog推出首款650V硅基GaN电源IC产品--- DA8801，台积电代工。

（12）以色列VISIC

2010年，公司成立。2011年，VISIC开始低导通电阻GaN开关样品试用，导通电阻最低可达15mΩ，能在500kHz频率、400V负载电压下运行，电流大于30A。

2016年9月，发布650V/12A和1200VGaN器件。 

2017年1月，完成11.6百万美元C轮融资，推进GaN器件商业化。

2018年2月，发布1200V/80A GaN模块。

（13）苏州能讯

2007年成立，2011年完成第二轮3亿元融资。已经投资3.8亿元人民币，在昆山建设了中国第一家氮化镓电子材料与器件工厂，设计产能为年产3寸氮化镓晶圆6000片。能讯GaN HEMT器件通过级联Si制MOSFET实现常关工作。

2013年3月，发布第一批符合JEDEC标准的600V Si衬底GaN功率器件。

2014年2月，新增了100V eGaN FET。

2014年3月，首次将PQFN封装用于其JEDEC标准的600V Si衬底GaN功率器件。

2014年5月，发布650V normal-off 的GaN晶体管，四款是E-mode，一款是cascade，PQFN封装。发布五款100V normal-off 的GaN晶体管产品，采用Cool Switching技术。

（14）苏州晶湛

2012年成立，位于苏州纳米城，创始人程凯博士，IMEC海归。生产GaN外延材料，应用于微波射频和电力电子领域；目前已可以提供6英寸、8英寸硅基氮化镓晶圆材料。

（15）江苏华功

2016年8月成立，由北京大学联合中山大学提供技术支撑，致力于硅基氮化镓功率电子产业化。

（16）珠海英诺赛科

成立于2015年12月，引进美国英诺赛科公司SGOS 技术。2017年11月，国内首条8英寸硅基氮化镓生产线正式投产，主要包括100V-650V氮化镓功率器件。

（17）重庆华润微

2017年12月，华润微电子对中航（重庆）微电子有限公司完成收购，拥有8英寸硅基氮化镓生产线，国内首个8英寸600V/10A GaN功率器件产品，用于电源管理。

（18）杭州士兰微

国内知名IDM企业，建设6英寸硅基氮化镓功率器件中试线。

2018年10月，杭州士兰微电子股份有限公司厦门12英寸芯片生产线暨先进化合物半导体生产线正式开工。2017年12月，士兰微电子与厦门市海沧区人民政府签署了《战略合作框架协议》。士兰微电子公司与厦门半导体投资集团有限公司共同投资220亿元人民币，在厦门规划建设两条12英寸90～65nm的特色工艺芯片（功率半导体芯片及MEMS传感器）生产线和一条4/6英寸兼容先进化合物半导体器件（第三代功率半导体、光通讯器件、高端LED芯片）生产线。

（19）重庆聚力成

2018年11月，聚力成半导体（重庆）有限公司奠基仪式在大足高新区举行，项目总投资50亿元，以研发、生产全球半导体领域前沿的氮化镓外延片、芯片为主，将打造集氮化镓外延片制造、晶圆制造、芯片设计、封装、测试、产品应用设计于一体的全产业链基地。

总体来说，GaN关键技术主要掌握在美、欧、日主要企业手中，国内企业也纷纷进入GaN领域，主要有苏州能讯、苏州晶湛、珠海英诺赛科、江苏华功、重庆华润微、杭州士兰微等企业。国内企业还需加快步伐，掌握核心技术，一旦GaN功率市场打开，不至于落后于国外企业较大差距。

今天是《半导体行业观察》为您分享的第1805期内容，欢迎关注。

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