ChipScale宣布已经成功量产650V氮化镓功率半导体。

近日，韩国半导体公司ChipScale宣布，已经成功量产650V氮化镓功率半导体，成为韩国首家实现这一技术的公司。

ChipScale 是一家韩国无晶圆厂（Fabless）半导体公司，位于京畿道，专注于氮化镓（GaN）功率半导体的设计与开发。据悉该公司的核心技术人员来自于韩国电子通信研究院（ETRI），拥有深厚的氮化镓技术研发背景。

650V氮化镓功率器件是电力电子市场需求最广的主流规格，广泛应用于USB-PD快速充电器、数据中心服务器电源、太阳能逆变器及消费电子产品等领域。相较于传统的硅基半导体，氮化镓技术凭借其卓越的高频、高效和低损耗特性，能使电子设备实现更小的体积、更低的发热和更高的能源效率，是推动全球节能减碳与技术升级的核心动力。

为了进一步拓展市场，ChipScale已通过世界知识产权组织完成了氮化镓功率半导体技术的国际商标注册，并积极推动产品供应，覆盖人工智能、数据中心、工业电源等多种应用领域。

京畿道半导体产业部部长朴敏京表示，京畿道将继续全力支持像ChipScale这样的初创企业，助力其在各自领域取得实质性成果。

氮化镓功率器件的市场趋势

氮化镓作为一种宽禁带材料，和硅等传统半导体材料相比，具有更高的击穿场强、 更快的电子迁移率和更高的饱和电子速率，具备导通损耗小、开关频率高、可双向导通等优势， 能够在更高压、更高频、更高温度环境下运行。其中，氮化镓功率器件广泛应用于低功率消费电子市场， 并逐步向新能源汽车、 高功率数据中心、 新能源、 工业与通信电源等应用场景渗透。

根据Yole的数据， 2023 年全球氮化镓功率器件应用市场中，消费类应用占比达75%，国防与航空航天、电信与基础设施、汽车与出行、工业、工业电源应用占比分别为10%、 8%、 4%、2%、1%。

从氮化镓功率器件细分市场看， 根据Yole的预测2029年消费类应用市场规模预计达到 13.16 亿美元， 年复合增速为 38%； 汽车与出行市场达到 3.36 亿美元， 年复合增速为 79%； 通信与基础设施市场达到 1.01亿美元， 年复合增速为 35%；国防与航空航天市场 0.73 亿美元， 年复合增速 19%； 工业电源市场 0.69 亿美元， 年复合增速 60%； 工业市场 0.66 亿美元， 年复合增速 50%； 其他市场 0.52 亿美元， 年复合增速 57%。

从竞争格局来看，全球氮化镓功率器件市场集中度较高，当前英诺赛科、美国Power Integrations、 美国纳微半导体Navitas和美国EPC处于领先地位。 同时，半导体厂商德国英飞凌、 日本瑞萨电子分别通过收购GaN Systems、Transphorm进入第一梯队。根据Yole的数据， 2023 年全球氮化镓功率器件市场CR5达到87%， 其中英诺赛科占比为31%。

氮化镓功率器件的应用边界正快速扩展

业内人士认为，“氮化镓功率器件的应用边界正快速扩展，呈现‘低压高密、高压耐受’的双向突破。”其应用场景划分为三个层级：

• 小功率应用（<1KW）：如手机/电脑充电器、无线电源、家用电器、电动交通、射频器件等，在200V到600V电压区间里，氮化镓器件可实现高功率密度、外形紧凑、低热损耗和高输出功率。
• 中功率应用（1KW-10KW）：如充电桩、逆变器、发动机、不间断电源、48V轻混电动汽车等，应用电压范围在900V-1200V，在这个电压范围内，氮化镓和碳化硅可以共存，满足高功率密度、高可靠性和快速充电的需求。
• 大功率应用（>10KW）：如数据中心电源、800V动力平台、智能电网、大型轮船、风能发电、高铁等，应用电压范围在3300V-6500V，氮化镓器件可提高系统效率和功率密度。

2019~2021年，由于消费类电源的快速增长，氮化镓功率市场有一个快速的上升；2022~2023年，由于疫情以及全球经济的萎靡，氮化镓业务持续低迷。但是2024年之后，由于新能源汽车以及数据中心业务的扩张，氮化镓市场将重新迎来一个快速增长期。

氮化镓功率器件在消费类电源、数据中心电源、工业、汽车动力总成等领域将逐步实现商业化，并在未来几年内显著增加出货量。其中，消费类应用始终占据氮化镓器件的最大份额，到2028年，预计会占整个氮化镓器件份额的64%。而电动汽车和通信会成为氮化镓功率器件的一个重要增长点。

未来，氮化镓将全面渗透30~3300V的电力电子市场，6~8英寸的蓝宝石级氮化镓将在650V以上的市场占主导优势，8~12英寸的硅级氮化镓将在650V以下的市场占主导优势。

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