據(jù)麥姆斯咨詢介紹，從理論角度來看，GaN與傳統(tǒng)的硅基MOSFET相比具有驚人的技術(shù)優(yōu)勢。盡管與32.8億美元的硅基功率半導(dǎo)體市場相比，目前功率GaN市場仍然很小，但GaN器件有信心滲透到不同應(yīng)用中：例如，激光雷達(dá)（LiDAR）則是充分利用功率GaN家族中高頻開關(guān)的高端解決方案。LiDAR和其他各種應(yīng)用市場增長的累積正是GaN市場穩(wěn)步增長的第一部“劇本”（基本案例場景）。

然而，這并不是唯一的可能。是否有其他可能引發(fā)功率GaN市場爆炸的殺手級應(yīng)用呢？

事實(shí)上，一些廠商已證實(shí)蘋果公司對基于GaN技術(shù)的無線充電解決方案感興趣。毋庸置疑，蘋果或其他智能手機(jī)巨頭透露出看好GaN潛在應(yīng)用的態(tài)度將徹底改變市場動(dòng)向，并最終為功率GaN器件行業(yè)帶來生機(jī)。我們設(shè)想，如果蘋果等公司一旦采用功率GaN器件，眾多公司必將追隨。但事實(shí)是功率GaN最大的市場仍然來自電源應(yīng)用，如手機(jī)快速充電。今年Navitas和Exagan已推出一款集成了GaN解決方案的45 W快速充電電源適配器。

在電動(dòng)汽車（EV）市場中，哪些主要逆變器正在由SiC取代硅基IGBT？其中GaN扮演什么角色？許多廠商，如EPC（宜普電源轉(zhuǎn)換公司）和Transphorm已經(jīng)通過了車規(guī)認(rèn)證，正為功率GaN未來的爆發(fā)蓄勢。此外，BMW i Ventures（寶馬風(fēng)險(xiǎn)投資公司）對GaN Systems公司的投資清楚地表明了汽車行業(yè)對GaN解決方案用于電動(dòng)汽車及混合動(dòng)力汽車（EV/HEV）的濃厚興趣。

眾觀全局，Yole認(rèn)為第二種“劇本”（下圖中用公牛圖案標(biāo)注）引起的增長將更為積極，到2023年其市場規(guī)模將達(dá)到4.3億美元，復(fù)合年增長率（CAGR）高達(dá)87%。

該報(bào)告體現(xiàn)了Yole對GaN在不同細(xì)分市場實(shí)現(xiàn)的理解，并給出了兩種可能的“劇本”。報(bào)告還對功率GaN分立器件和IC器件市場進(jìn)行了全面的預(yù)測，以及對市場當(dāng)前動(dòng)態(tài)和未來演變的理解。

功率GaN供應(yīng)鏈：初創(chuàng)企業(yè)與行業(yè)巨頭同場競技

自從首款商用GaN器件面世以來，已經(jīng)過去了八年。功率器件行業(yè)的人們對積極推廣GaN技術(shù)的初創(chuàng)企業(yè)名稱也越來越熟悉。GaN初創(chuàng)公司的名單越來越長，已不足為奇：EPC（宜普電源轉(zhuǎn)換公司）、GaN System、Transphorm、Navitas等等都是其中的新秀。這些初創(chuàng)企業(yè)大多選擇代工廠制造模式，主要使用臺積電（TSMC）、Episil或X-FAB作為首選伙伴。同時(shí)，隨著GaN市場的興起，其他代工廠可能也會提供這種服務(wù)。如前一節(jié)所討論，如果市場突然爆發(fā)，代工模式為無晶圓廠（fabless）或輕晶圓廠（fab-lite）初創(chuàng)企業(yè)提供了迅速發(fā)展的可能性。

令人著迷的是，隨著這些GaN初創(chuàng)公司的出現(xiàn)，有著截然不同特征的公司與行業(yè)巨頭如英飛凌（Infineon）、安森美（On Semi）、意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）、松下（Panasonic）和德州儀器（Texas Instruments）在同一競技場展開競爭。2018年發(fā)生的幾件事情值得我們注意：

- 英飛凌宣布將于2018年底開始批量生產(chǎn)CoolGaN 400V和600V增強(qiáng)型HEMT。

- 意法半導(dǎo)體和CEA Leti宣布利用Leti的200mm研發(fā)線合作開發(fā)用于二極管和晶體管的硅上氮化鎵（GaN-on-Si）技術(shù)，有望在2019年完成工程樣品驗(yàn)證。同時(shí)，意法半導(dǎo)體計(jì)劃在2020年前在法國圖爾市的前道晶圓廠建立一條完全滿足要求的生產(chǎn)線，包括GaN-on-Si異質(zhì)外延生產(chǎn)線。

這些IDM廠商將利用其垂直整合方式為市場帶來具有成本競爭力的產(chǎn)品。

這份報(bào)告提供了功率GaN行業(yè)全局介紹，涵蓋了從外延、器件設(shè)計(jì)到器件工藝的產(chǎn)業(yè)鏈。此外，還講解了Yole對市場當(dāng)前動(dòng)態(tài)和未來發(fā)展的理解。

GaN是具有成本效益的解決方案嗎？

在最終的電子產(chǎn)品中集成GaN解決方案是非常吸引人的想法：如果設(shè)計(jì)得當(dāng)，將提高系統(tǒng)效率，系統(tǒng)可以在更高的頻率下工作，從而減小無源元件尺寸。這對于終端用戶來說優(yōu)勢顯著……但這是真的嗎？

市場在引入新技術(shù)時(shí)，成本是需要考慮的關(guān)鍵因素之一，但目前成本不是GaN的優(yōu)勢。GaN器件的主要競爭者是硅基MOSFET，后者已經(jīng)上市多年，提供非常具有競爭力的成本，并且平均效率高、質(zhì)量優(yōu)良、可靠性極高。目前，只有EPC一家公司聲稱其低壓晶圓級封裝產(chǎn)品與硅基MOSFET價(jià)格相當(dāng)。然而，當(dāng)提高標(biāo)準(zhǔn)封裝和電壓要求時(shí)，GaN產(chǎn)品將比硅基產(chǎn)品成本更高，這成為GaN器件廣泛應(yīng)用的主要障礙。

許多供應(yīng)商已經(jīng)開始采用集成系統(tǒng)以獲得系統(tǒng)級成本競爭力。不管是耗盡型解決方案，還是增強(qiáng)型集成解決方案，對于終端用戶來說這都是一種易于使用的產(chǎn)品。我們還發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)級封裝解決方案包括德州儀器和Exagan的硅基產(chǎn)品、以Navitas為例的將驅(qū)動(dòng)器、ESD保護(hù)和其他功能集成的單片集成解決方案。

該報(bào)告從成本角度討論未來幾年的器件技術(shù)和前景，不僅包括硅基和GaN產(chǎn)品，還包括無源和集成解決方案。