GaN功率半导体厂商梳理

来源：「SIMIT战略研究室」，作者 叶树梅

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）欧美意法半导体

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