要说最近几年功率器件哪个方向最火热，一定是第三代半导体。昨日，瑞萨宣布3.39亿美元收购Transphorm，进军氮化镓（GaN）领域，引燃整个芯片圈。
近期，GaN领域连续发生两起大手笔收购，GaN整体格局即将发生巨大转变。
付斌｜作者
电子工程世界（ID：EEworldbbs）｜出品
瑞萨：补充宽禁带产线
1月11日，瑞萨电子与全球GaN功率半导体供应商Transphorm宣布双方已达成最终协议，瑞萨子公司将以每股5.10美元现金收购Transphorm所有已发行普通股，此次交易对Transphorm的估值约为3.39亿美元。
瑞萨将采用Transphorm的汽车级GaN技术来开发新的增强型电源解决方案，例如用于电动汽车的X-in-1动力总成解决方案，以及面向计算、能源、工业和消费应用的解决方案。为了实现更高的效率，业界正采用SiC和GaN为代表的宽禁带（WBG）材料，此前，瑞萨已宣布建立一条内部SiC生产线，并签署了为期10年的SiC晶圆供应协议，而现在，通过收购Transphorm，瑞萨即将扩充其WBG产品阵容。Transphorm是少数拥有自主研发、生产和应用能力的生产厂家。Transphorm与其它GaN公司最大的不同是能够提供GaN晶圆，其生产工厂坐落在日本，不管是生产GaN的MOCVD工艺，还是外延片都已经通过了车规级品质体系认证。Transphorm的GaN产品特点是驱动非常简单，不管是需求0.5A或1A驱动电流，Transphorm的产品都能完全满足。去年11月，Transphorm在其2024财年第二季度（6-9月）业绩报告中透露，正在寻找买家。据悉，此前Transphorm已与Microchip、Nexpria、FUJITSU、KKP、AFSW、YASKAWA安川电机、MARELLI等众多厂商达成战略合作，并在2020年成功在美国上市，2022年2月17日，Transphorm宣布其普通股已获准在纳斯达克资本市场上市。
英飞凌：收购GaN龙头
2023年10月25日，英飞凌宣布完成收购GaN系统公司（GaN Systems），这一收购轰动一时，引发人们对于GaN市场格局的猜想。根据此前在2023年3月2日的宣告，这笔“全现金”收购交易斥资8.3亿美元。
据集邦咨询数据显示，按照2022年的营业收入计算，Power integrations以20%的市占率排名第一，其次为Navitas（17%）、英诺赛科（16%）、EPC（15%）、GaN Systems（12%）、Transphorm（9%）等。按照这样的数据计算，收购后，英飞凌市场份额可提升至15%，最终可与EPC并列第四。
目前，英飞凌共有450名GaN技术专家和超过350个GaN技术专利族。GaN Systems则成立于2008年，GaN Systems的产品以650V和100V表贴GaN单管为主，知名产品包括MacBook Pro标配的全球首款140W PD3.1快充，其搭载的是GaN Systems 650V GaN，三星、戴尔、哈曼卡顿、SATECHI等均是其客户。
GaN Systems采用的是业界常见的Fabless模式，专注GaN研发、应用、创新。此前与TSMC合作进行器件生产，不但产品上自给自足，同时也与业界知名电源控制器企业合作开发了半桥GaN，率先在世界500强级别客户量产商用。此外，GaN Systems曾与宝马签署GaN产能保证协定，同年又与最大的汽车一级供应商大陆集团拆分出的纬湃科技（Vitsco）达成战略合作，共同开发GaN功率器件。英飞凌一直通过收购不断完善自己的产品线，如今成为少数同时涉足GaN、SiC、控制器、MCU等全方位芯片生产设计的企业。通过并购GaN Systems，英飞凌不但可以快速丰富产品线、客户群，还能将GaN Systems积累的GaN技术与英飞凌先进的8～12寸晶圆厂、生产制程相结合，将GaN应用带上新高度。成为业界少有同时提供高压、低压GaN产品线的原厂，攻克传统硅难以解决的工程电源技术难题。根据Yole此前评论，此次投资是较为大胆的决定，英飞凌目前占据电力电子市场近20%～25%份额，如果能在2028年功率GaN行业市场份额达到20亿美元时获得类似份额，英飞凌可能会看到对收入的巨大影响。值得注意的是，英飞凌并非第一次涉足GaN。2014年，英飞凌以30亿美元收购国际整流器公司（IR），彼时便获得GaN、 IGBT等功率半导体产线，并加速提升300mm晶圆产能。
三星电子：也要进军GaN
2023年6月，三星电子宣布即将进军GaN市场，将从2025年起，针对消费、数据中心和汽车应用开放8英寸GaN功率半导体代工服务。
去年3月，有报道指出，三星已支出约2000亿韩元，准备开始生产SiC与GaN半导体，用于电源管理IC。同时计划采用8英寸晶圆来生产这类芯片，跳过多数功率半导体业者着手的入门级6英寸晶圆。此前，台积电、联电、世界先进等各大代工厂均已布局第三代半导体。比如，台积电于2014年在6英寸晶圆厂制造GaN，2015年生产用于低压和高压应用GaN，2017年开始量产GaN-on-Si。
汽车是主力增长市场
GaN时常被人用来与SiC作比较，虽然它没有SiC发展时间久，但依旧凭借宽禁带、高击穿电压、高热导率、高饱和电子漂移速度高和强抗辐射能力等特点占据优势。
虽然GaN起步于快充，但它的应用领域远不止消费电子领域，包括微波射频、电力电子和光电子三大领域：微波射频包括 5G 通信、雷达预警、卫星通讯等，电力电子包括智能电网、高速轨道交通、新能源汽车、消费电子等，光电子方向包括LED、激光器、光电探测器等。特别在车用功率器件领域，GaN功率器件市场份额一直保持稳定增长。Yole此前预测显示，GaN市场将在2028年达到20.8亿美元，2022年~2028年复合增长率将会保持在44%。其中，汽车和通信就是GaN两个高速增长的市场。汽车领域ADAS汽车LiDAR正在利用100V GaN器件，此外，在动力总成中采用GaN已经从可行性问题演变为时间问题，近十年来多数厂商一直专注于车载充电器（OBC）和DC/DC领域展开合作。
Yole在此前的预测中表示，GaN增长正在放缓脚步，但事实上，GaN正不断扩大其应用，并在近两年内有望不断突破。原因涵盖两个方面：一是GaN与原有硅代工路线极为相似，但GaN工厂产能扩充不是问题，二是SiC大功率优势GaN也可以通过多路串联解决，大量厂商也正推出相应的解决方案，用于汽车、PC服务器领域。
此外，2023年9月，日本OKI与信越化学联合开发了一项新技术，将实现低成本制造垂直GaN功率器件，有望将制造成本降至传统制造成本的10%。也就是说，GaN的材料成本有望下降90%，届时GaN将会更具优势。国内企业方面，三安光电、华润微、英诺赛科、赛微电子、珠海镓未来等厂商正在马不停蹄地加速布局GaN并推进产品落地和商用。可以说，新的一年，GaN的整体格局将会拥有更大的看点，而它的未来也是一片光明。
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