快充市場(chǎng)的未來(lái)趨勢(shì)


倍思于2020年推出全球首款120W GaN(納微半導(dǎo)體供應(yīng))+SiC(APS供應(yīng))快充產(chǎn)品,取得市場(chǎng)巨大反饋,泰科天潤(rùn)、美浦森、安森美等SiC元件廠也陸續(xù)達(dá)成在Power Delivery快充領(lǐng)域的大量出貨。

值得注意的是,汽車(chē)市場(chǎng)的快充輸出界面逐漸成為標(biāo)配,在大功率車(chē)充市場(chǎng)正逐漸興起的趨勢(shì)下,未來(lái)數(shù)位產(chǎn)品能耗與電池容量限制將再推升第三代半導(dǎo)體GaN與SiC的大規(guī)模應(yīng)用。

然而手機(jī)快充的驚人增長(zhǎng)繼續(xù)拉動(dòng)市場(chǎng)的不斷成長(zhǎng),讓身為“三代半”雙星之一的GaN交出了一份漂亮的成績(jī)單。

快充市場(chǎng)的未來(lái)趨勢(shì)的圖1

半導(dǎo)體行業(yè)依然在挑戰(zhàn)中前行。后疫情時(shí)代、產(chǎn)能緊張、地緣政治等因素仍深刻地影響著全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈及生態(tài)。2022年,全球半導(dǎo)體行業(yè)如何發(fā)展?新的挑戰(zhàn)又會(huì)從何而來(lái)?

為了厘清這些問(wèn)題,圍繞熱點(diǎn)話題、熱門(mén)技術(shù)和應(yīng)用、重大事件等多維度梳理,為上下游企業(yè)提供參考鏡鑒。

GaN功率元件市場(chǎng)規(guī)模至2025年將達(dá)8.5億美元,2020-2025年復(fù)合成長(zhǎng)率(CAGR)高達(dá)78%。前三大應(yīng)用占比分別為消費(fèi)性電子60%、新能源汽車(chē)20%、通訊及數(shù)據(jù)中心15%。

快充市場(chǎng)的未來(lái)趨勢(shì)的圖2

GaN市場(chǎng)在2022的驚喜依然來(lái)自快充市場(chǎng)。由于蘋(píng)果親自下場(chǎng),發(fā)布了140W GaN快充產(chǎn)品,過(guò)去持觀望態(tài)度的廠商也開(kāi)始紛紛跟進(jìn)。

將GaN用在手機(jī)快充中主要是因?yàn)槭謾C(jī)充電功率在增長(zhǎng),適配器和充電器功率從5W、10W變成65W、125W時(shí)便攜性越來(lái)越差。而采用GaN芯片的充電器體積小,充電速度快。

快充市場(chǎng)的未來(lái)趨勢(shì)的圖3

同時(shí),USB標(biāo)準(zhǔn)化組織推廣Type-C接口和USB功率傳輸協(xié)議(USB Power Delivery,USB PD)后導(dǎo)致配件市場(chǎng)爆發(fā),一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)適配器,手機(jī)能快充,筆記本電腦也能用,需求就變大了。

除了OPPO、realme、小米、努比亞、三星、聯(lián)想、中興等手機(jī)廠商推出的產(chǎn)品之外,第三方廠商也是不遺余力地跟進(jìn),市場(chǎng)上20W-120W GaN快充產(chǎn)品已多達(dá)數(shù)百款。


蘋(píng)果配合新款MacBook Pro筆記本發(fā)布的140W充電器,更是將GaN的市場(chǎng)應(yīng)用推向了新高度。

廠商們還在研究將GaN器件直接放入手機(jī)中,OPPO在今年7月舉行的閃充開(kāi)放日交流活動(dòng)上,首次將低壓GaN應(yīng)用在了手機(jī)內(nèi)部電路上,用一顆GaN開(kāi)關(guān)管取代兩顆串聯(lián)的硅MOSFET,實(shí)現(xiàn)快充充電的路徑管理。

快充市場(chǎng)的未來(lái)趨勢(shì)的圖4


值得一提的是,中國(guó)廠商英諾賽科(Innoscience)今年市占一舉攀升至20%,躍升為全球第三,主要受惠于其高、低壓GaN產(chǎn)品出貨量大幅增長(zhǎng),其中,快充產(chǎn)品更首次進(jìn)入一線筆電廠商供應(yīng)鏈。與此同時(shí),蘇州8英寸晶圓廠已步入量產(chǎn)階段,IDM模式優(yōu)勢(shì)將在GaN產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展中逐步顯現(xiàn)。

GaN在2021年紅紅火火,產(chǎn)業(yè)界自然也是一派忙碌景象,尤其在國(guó)內(nèi),重大項(xiàng)目紛紛開(kāi)工上馬。

2021年1月,蘇州納維科技有限公司舉行總部大樓奠基儀式,項(xiàng)目占地面積超1.4萬(wàn)平方米,總建筑面積超3.4萬(wàn)平方米,建成后,年產(chǎn)氮化鎵單晶襯底及外延片可達(dá)5萬(wàn)片

快充市場(chǎng)的未來(lái)趨勢(shì)的圖5


2021年4月29日,漢磊(Episil)宣布將投資50億新臺(tái)幣(約11.6億人民幣),全力發(fā)展氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)外延和器件代工。

2021年6月5日,英諾賽科(蘇州)半導(dǎo)體有限公司舉行量產(chǎn)暨研發(fā)樓奠基儀式,全球最大的氮化鎵生產(chǎn)基地正式投產(chǎn)。

此前,英諾賽科表示,項(xiàng)目一期投資總額預(yù)計(jì)80億元人民幣。投產(chǎn)后產(chǎn)能將逐步爬坡,到2021年底產(chǎn)能達(dá)6000片/月。

快充市場(chǎng)的未來(lái)趨勢(shì)的圖6

2022年底項(xiàng)目全部達(dá)產(chǎn)后,蘇州工廠將實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)能78萬(wàn)片8英寸硅基氮化鎵晶圓,預(yù)計(jì)年產(chǎn)值150億元,利稅超15億元。

除去新項(xiàng)目開(kāi)工,產(chǎn)業(yè)鏈之間的合作也越發(fā)緊密。2021年3月,聞泰科技全資子公司、全球功率半導(dǎo)體領(lǐng)先企業(yè)安世半導(dǎo)體宣布,其與國(guó)內(nèi)汽車(chē)行業(yè)龍頭公司聯(lián)合汽車(chē)電子有限公司達(dá)成合作。

快充市場(chǎng)的未來(lái)趨勢(shì)的圖7

雙方將在功率半導(dǎo)體氮化鎵(GaN)領(lǐng)域展開(kāi)深度合作,以滿足未來(lái)新能源汽車(chē)電源系統(tǒng)對(duì)技術(shù)不斷提升的需求,并共同致力于推動(dòng)GaN工藝技術(shù)在中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)的研發(fā)和應(yīng)用。

電力電子行業(yè)封裝材料的全球供應(yīng)商賀利氏電子(Heraeus Electronics ),已加入美國(guó)電力研究所(PowerAmerica Institute),以推進(jìn)寬帶隙 (WBG) 半導(dǎo)體的使用。

Heraeus Electronics 的技術(shù)專(zhuān)長(zhǎng)和 Power America Institute 的行業(yè)聯(lián)系將加速新材料的開(kāi)發(fā)并支持電力電子行業(yè)的擴(kuò)張。此次合作將使下一代碳化硅和氮化鎵電力電子產(chǎn)品更快地推向市場(chǎng),降低與新一代技術(shù)相關(guān)的成本和風(fēng)險(xiǎn)因素。


11月,加拿大公司GaN Systems宣布與德國(guó)汽車(chē)大廠BMW已就確保氮化鎵(GaN)晶體管產(chǎn)能達(dá)成協(xié)議,其產(chǎn)量預(yù)期能確保該車(chē)廠的供應(yīng)鏈穩(wěn)定。

該公司首席執(zhí)行官Jim Witham在接受訪問(wèn)時(shí)表示,GaN Systems將會(huì)為多種應(yīng)用提供一系列產(chǎn)能。

最后,GaN技術(shù)本身也在不斷取得突破。8月,Novel Crystal Technology, Inc宣布已成功將其高質(zhì)量Ga2O3外延片制造技術(shù)擴(kuò)大到100mm。這意味著Ga2O3功率器件現(xiàn)在可以在100mm的量產(chǎn)線上生產(chǎn)。

快充市場(chǎng)的未來(lái)趨勢(shì)的圖8

在異常耀眼的手機(jī)快充之外,GaN也開(kāi)始滲透進(jìn)電動(dòng)車(chē)、無(wú)線充電、5G基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域,而SiC等其他半導(dǎo)體材料也在朝這些領(lǐng)域擴(kuò)展。所以,與其他第三代材料構(gòu)成競(jìng)爭(zhēng)或互補(bǔ)的關(guān)系,將是GaN未來(lái)幾年的發(fā)展走向。


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