TI氮化镓要转向8英寸，价格将大跌？

Icbank半导体行业观察

最新更新时间：2024-03-26

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德州仪器 (TI) 一位高管早前表示，该公司正在将其多个晶圆厂的 6 英寸氮化镓 (GaN) 芯片生产转向 8 英寸晶圆生产。

德州仪器韩国公司经理 Jerome Shin 在首尔举行的新闻发布会上表示，这家模拟芯片公司正在达拉斯和日本会津筹建 8 英寸晶圆厂，这将使其能够提供更具价格竞争力的 GaN 芯片。

Shin 表示，人们普遍认为 GaN 芯片比碳化硅 (SiC) 芯片更昂贵，但这种看法自 2022 年以来发生了转变。

该经理表示，GaN 芯片的价格低于 SiC 芯片，德州仪器 (TI) 达拉斯和会津工厂的改造完成将使其能够提供更便宜的解决方案。

该芯片制造商正在将其 6 英寸晶圆厂转变为 8 英寸晶圆厂，将 8 英寸晶圆厂转变为 12 英寸晶圆厂。更大的晶圆意味着每个晶圆上有更多的芯片，这可以提高公司的生产力。

达拉斯的升级预计将于 2025 年完成，但 Shin 没有透露会津工厂的时间表。

消息人士称，德州仪器此举可能会导致GaN芯片价格全面下跌。

该事件发生在该公司将电源管理IC生产从8英寸转为12英寸时，导致全行业芯片价格下降。

消息人士称，转向 8 英寸预计将使德州仪器 (TI) 节省 10% 以上的成本。

中国领衔功率GaN

随着宽带隙材料开始取代电力电子器件中的硅，氮化镓在消费领域（尤其是中国）的立足点将在未来几年推动功率器件市场的大幅增长。

GaN 作为第三代材料，仍在经历大量创新和发展（第一个商用功率器件仅在 10 年前推出），在电力电子领域有着令人着迷的前景。

通过其广泛的功率 GaN市场报告，Yole Group 旗下的 Yole Intelligence预测，到 2027 年，功率 GaN 器件市场的价值将达到 20 亿美元，而 2021 年为 1.26 亿美元。Yole Intelligence 的分析师预计，复合年增长率预计将达到 59%。随着 GaN 渗透到汽车和电信/数据通信等应用领域，除了独特的合作伙伴关系之外，还出现了许多并购、大量投资。

迄今为止，由于材料的成本和效率优势，消费领域一直是 OEM 采用 GaN 的主要推动力，而且预计这种趋势不会放缓。Yole Intelligence 预测，功率 GaN 市场的消费应用预计将从 2021 年的 7960 万美元增长到 2027 年的 9.647 亿美元，复合年增长率为 52%。到2027年，消费领域将占整个行业的48%。

由于电子设备对更快、更便宜和更环保的供电的需求，快速充电一直是推动这种采用的主要应用。

借助 GaN，智能手机制造商可以制造外壳尺寸更小的充电器，并提高性价比。尽管基于 GaN 的器件的单价比硅更贵，但更高的频率和更高的功率密度值导致每瓦的美元更低。比较三星的硅基和氮化镓充电器有助于证明这一点：三星的 45W 硅快速充电器的功率密度为 0.55W/cm 3；而其 45W GaN 充电器的功率密度为 0.76w/cm 3，占地面积缩小了近 30%。Yole Intelligence 的报告中还对硅和 GaN 产品进行了其他比较。

小米、Vivo、联想、一加科技和努比亚等中国原始设备制造商只是报告中提到的近两年发布快速充电器的公司中的一小部分。

虽然其他地区的电子 OEM 厂商拥有 GaN 快速充电产品，例如苹果（美国）和三星（韩国），但中国 OEM 厂商的数量要多得多，在该地区卓越的制造能力和专用供应链的支持下，使得该地区能够在功率 GaN 消费领域占据主导地位。自2021年以来，中国国内供应链已能够以自下而上的方式支持大批量出货。该地区是消费产品最大的市场之一，这种需求推动了集成器件制造商（IDM）的发展，代工厂和封装商/OSAT。

Innoscience和三安集成电路是功率GaN生态系统中两个重要的中国参与者，有助于推动中国的领先地位。Innoscience是全球最大的专注于GaN技术的8英寸IDM；而三安集成电路是一家化合物半导体晶圆代工厂，为高效电源设计提供氮化镓代工服务。

消费领域的其他即将推出的应用包括音频设备，例如 D 类音频放大器，这可能会在未来几年占据少量业务。然而，快速充电器预计将成为预测期内消费市场的主要驱动力。

智能手机快速充电器的目标功率高于 75W 的新趋势可能会在不久的将来推动智能手机 OEM 厂商对 GaN 的采用。大多数国家75W以上的功率需要功率因数校正（PFC）电路，这需要使用更多的GaN含量。

目前市场上大多数基于 GaN 的充电器的功率约为 65W 或更低，这是价格与性能方面的“最佳点”。但随着对更快充电的需求不断增长，原始设备制造商正在考虑为消费者带来的额外好处（显着提高充电速度并能够使用相同的充电器为笔记本电脑充电）与单价之间的权衡。

经过 10 年在消费领域的发展，GaN 技术日趋成熟，导致该材料开始渗透到工业应用中。例如，汽车和电信/数据通信行业目前的立足点很小，但预计未来几年将出现高增长率。分析师预测，汽车和出行行业将从 2021 年的 530 万美元增长到 2027 年的 3.089 亿美元，复合年增长率高达 97%。电信/数据通信将以 69% 的年增长率增长，到 2027 年达到 6.178 亿美元。

2024-25年，汽车市场的主要驱动力将是电动汽车车载充电器（AC-DC转换）以及DC/DC转换器（电压范围为48V至400V）。从长远来看，临近 2030 年，OEM 厂商将开始考虑将 GaN 集成到主逆变器（650-800V）中。

中国是汽车（特别是电动汽车）市场最大的市场之一，这有助于推动该地区的市场独立于国际贸易问题。小型电动汽车将是这里的一个重要应用，其中使用配备 48V 和 96V 电池的小型电动机的紧凑型城市汽车、轻便摩托车、踏板车和电动自行车变得越来越受欢迎。

消费者和汽车/电信行业的不同要求可以解释迄今为止渗透到这些市场的速度较慢的原因。可靠性对于汽车和电信行业至关重要，但对于消费者来说则不那么重要，因为用户通常每隔几年就会更换一次设备。此外，在较为保守的汽车和电信行业中，验证新技术以及建立供应链安全所需的时间要长得多，正如汽车应用中的碳化硅所见。然而，既然这种材料的可靠性已经在消费领域得到了部分证明，电信领域、特别是汽车领域的原始设备制造商现在表现出了极大的兴趣。

中国的“新型基础设施建设”框架可能会帮助中国实体在这些新兴产业应用中更快地前进。在希望进一步实现技术独立的推动下，该政策旨在通过政府对私营部门参与的支持来发展供应链各个层面的内部能力。

通过这种方式，可以更快地开发应用程序，以便在支持数字基础设施（例如电动汽车、可再生能源和数据中心支持的人工智能）的市场中获得“先发”优势，其中 GaN 是一项关键技术。

原文链接

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