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隨著電源管理成為汽車電氣化和人工智能數(shù)據(jù)中心等新興電子應(yīng)用的基本方面，碳化硅和氮化鎵等寬禁帶化合物半導(dǎo)體成為行業(yè)動(dòng)態(tài)強(qiáng)勁的研究對(duì)象。

本文將簡要概述近期影響SiC和GaN行業(yè)格局演變的一些事件和趨勢，重點(diǎn)關(guān)注集成器件制造商（IDM）、無晶圓廠廠商和代工廠。對(duì)于GaN，本文僅討論功率應(yīng)用，不包括射頻應(yīng)用。

碳化硅市場

據(jù) Yole Group 的分析師稱，功率 SiC 市場的增長主要由汽車應(yīng)用（圖 1）驅(qū)動(dòng)，尤其是電池電動(dòng)汽車 (BEV) 的逆變器。

推動(dòng)碳化硅市場增長的近期趨勢之一是800V快速電動(dòng)汽車充電技術(shù)的出現(xiàn)。盡管純電動(dòng)汽車市場在2024-2025年增速放緩，但Yole預(yù)計(jì)未來五年內(nèi)，功率型碳化硅市場規(guī)模將達(dá)到100億美元。

與Yole的預(yù)測一致，行業(yè)新聞表明，電動(dòng)汽車充電將繼續(xù)成為功率型碳化硅（SiC）市場的主要驅(qū)動(dòng)力，快速充電速度將成為汽車制造商的一項(xiàng)根本性競爭優(yōu)勢。2025年3月，中國領(lǐng)先的電動(dòng)汽車制造商比亞迪推出了其超級(jí)電能平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了1兆瓦的充電功率，峰值充電時(shí)間僅需5分鐘，即可提供400公里（250英里）的續(xù)航里程。比亞迪通過其半導(dǎo)體事業(yè)部自主研發(fā)和生產(chǎn)碳化硅器件。

盡管市場整體趨勢向好，但近期電動(dòng)汽車市場放緩以及來自中國碳化硅器件制造商的競爭加劇，對(duì) 2025 年中期左右的市場格局產(chǎn)生了重大影響。

美國碳化硅晶圓生產(chǎn)商Wolfspeed于6月申請(qǐng)破產(chǎn)保護(hù)，導(dǎo)致其客戶瑞薩電子退出碳化硅市場。日本碳化硅廠商JS Foundry也于7月申請(qǐng)破產(chǎn)保護(hù)。截至2025年9月，Wolfspeed已完成破產(chǎn)重組，目前正在進(jìn)行重組。

200毫米碳化硅

全球碳化硅產(chǎn)業(yè)目前正從 150 毫米（6 英寸）晶圓過渡到 200 毫米（8 英寸）晶圓。

例如，Wolfspeed 宣布將于 2025 年 9 月推出其200 毫米 SiC 晶圓。英飛凌科技已于 2025 年第一季度從其位于奧地利菲拉赫的工廠向客戶發(fā)布了首批基于其 200 毫米 SiC 技術(shù)的產(chǎn)品，該公司位于馬來西亞居林的制造基地的轉(zhuǎn)型工作也正在按計(jì)劃進(jìn)行。

2025 年 10 月，三菱電機(jī)宣布其位于日本熊本縣菊池市的 8 英寸 SiC 工廠竣工。

其他正在應(yīng)對(duì)向 200 毫米過渡的公司包括博世，該公司將在加利福尼亞州羅斯維爾市（博世于 2023 年收購的一家前 TSI 半導(dǎo)體工廠）進(jìn)行 200 毫米 SiC 生產(chǎn)。

SiC 新入局者

碳化硅對(duì)于新興應(yīng)用具有戰(zhàn)略重要性，并且人們普遍擔(dān)憂地緣政治相關(guān)的供應(yīng)鏈中斷，這促使世界各國紛紛進(jìn)入碳化硅市場，有的國家通過私人創(chuàng)業(yè)活動(dòng)進(jìn)入，有的國家則通過公共補(bǔ)貼支持的研發(fā)計(jì)劃進(jìn)入。

在此背景下，印度是最活躍的國家之一。2025年10月，總部位于印度的無晶圓半導(dǎo)體供應(yīng)商LTSCT與鴻永半導(dǎo)體（HYS）宣布建立長期合作伙伴關(guān)系，共同在HYS位于臺(tái)灣的工廠開發(fā)和供應(yīng)高壓SiC晶圓。

另一家印度企業(yè) SiCSem 于 2025 年 11 月在印度奧里薩邦破土動(dòng)工，建設(shè)該國首個(gè)端到端 SiC 制造工廠。

新加坡也取得了新的進(jìn)展，該國的科技研究局 (A*STAR) 于 2025 年 5 月推出了一條工業(yè)級(jí)的 200 毫米 SiC 開放式研發(fā)生產(chǎn)線。

2025 年 9 月，EYEQ Lab 在韓國建成了該國首個(gè) 8 英寸 SiC 功率半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)施，該設(shè)施由公共資金支持建設(shè)。

至于歐洲，新晉玩家包括總部位于蘇格蘭的晶圓代工廠 Clas-SiC，該公司成立于 2017 年。

SiC器件架構(gòu)

值得注意的是，碳化硅（SiC）技術(shù)仍在諸多方面不斷發(fā)展，包括器件架構(gòu)（圖 2）。例如，博世的器件采用了該公司專為汽車應(yīng)用開發(fā)的“雙通道溝槽柵技術(shù)”。而納維塔斯半導(dǎo)體公司則開發(fā)了其GeneSiC“溝槽輔助”平面SiC MOSFET技術(shù)。

氮化鎵市場

轉(zhuǎn)向 GaN 功率應(yīng)用領(lǐng)域，分析公司 Yole Group 認(rèn)為，市場增長主要由移動(dòng)充電器等消費(fèi)應(yīng)用驅(qū)動(dòng)（圖 3）。

近期消費(fèi)趨勢包括充電器功率提升至300瓦，以及家用電器電源和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器對(duì)更高效率和更小體積的追求。除了消費(fèi)領(lǐng)域，氮化鎵（GaN）技術(shù)預(yù)計(jì)也將在汽車和數(shù)據(jù)中心應(yīng)用領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用，到2030年，該器件市場規(guī)模預(yù)計(jì)將超過25億美元。

據(jù)市場分析公司 TrendForce 稱，總部位于中國的 Innoscience 將在 2024 年以 29.9% 的市場份額引領(lǐng)全球 GaN 功率器件市場，領(lǐng)先于 Navitas（16.5%）、EPC（12.4%）、Infineon（10.3%）和 Power Integrations（9.8%）。

正如Yole的分析師所觀察到的，功率GaN行業(yè)目前更傾向于IDM（集成器件制造商）商業(yè)模式，即垂直整合的芯片制造商，涵蓋從設(shè)計(jì)到制造和銷售的整個(gè)流程。這與過去占據(jù)主導(dǎo)地位的無晶圓廠半導(dǎo)體公司以及純晶圓代工模式截然不同。

然而，代工模式仍將保持其重要性。事實(shí)上，臺(tái)積電近期退出氮化鎵（GaN）市場——部分原因可能是來自中國廠商的競爭——反而促使其他代工廠加大氮化鎵業(yè)務(wù)投入，以期搶占更大的市場份額。

最顯著的例子是格羅方德（GlobalFoundries，簡稱GF），該公司于2025年11月宣布與臺(tái)積電（TSMC）達(dá)成一項(xiàng)650V和800V氮化鎵（GaN）技術(shù)的授權(quán)許可協(xié)議。GF將在其位于佛蒙特州伯靈頓的工廠對(duì)這項(xiàng)授權(quán)的氮化鎵技術(shù)進(jìn)行認(rèn)證。

至于數(shù)據(jù)中心應(yīng)用，人們對(duì) GaN 市場增長的重大預(yù)期寄托于英偉達(dá)率先推出的 800V 直流配電架構(gòu)的過渡。

顯然，大多數(shù)主要的氮化鎵功率器件廠商都在為這一轉(zhuǎn)型做準(zhǔn)備，并推出了更高電壓的器件。目前，英偉達(dá)已批準(zhǔn)的氮化鎵供應(yīng)商包括英飛凌、Innoscience 和 Power Integrations。

300毫米氮化鎵

與碳化硅類似，功率型氮化鎵器件也在向更大尺寸的晶圓發(fā)展。然而，就氮化鎵而言，新型晶圓的直徑已達(dá)300毫米（12英寸）。

2025 年 7 月，英飛凌宣布其 300 毫米晶圓上的可擴(kuò)展 GaN 制造工藝進(jìn)展順利，首批樣品將于 2025 年第四季度提供給客戶。2025 年 10 月，總部位于比利時(shí)的研究中心 Imec 啟動(dòng)了其 300 毫米 GaN 開放式創(chuàng)新計(jì)劃，合作伙伴包括 Aixtron、GF、KLA Corporation、Synopsys 和 Veeco。

在該計(jì)劃的早期成果中，Imec 在由美國 Qromis 公司開發(fā)的信越化學(xué) 300 毫米 QST 基板上實(shí)現(xiàn)了超過 650 V 的擊穿電壓。

近期氮化鎵交易

在過去的幾個(gè)月里，功率氮化鎵市場格局受到了IDM和代工廠之間多項(xiàng)交易的影響。

2025 年 3 月，意法半導(dǎo)體和 Innoscience 簽署了關(guān)于 GaN 技術(shù)開發(fā)和制造的協(xié)議，允許 Innoscience 利用意法半導(dǎo)體在中國境外的前端制造能力，而意法半導(dǎo)體則可以利用 Innoscience 在中國的前端制造能力。

2025年4月，美國晶圓代工廠Polar Semiconductor與瑞薩電子簽署戰(zhàn)略協(xié)議，獲得瑞薩電子的GaN-on-Si耗盡型（d-mode）技術(shù)授權(quán)。Polar將在其位于明尼蘇達(dá)州的200毫米工廠為瑞薩電子及其他客戶生產(chǎn)650V級(jí)GaN-on-Si器件。

2025年9月，比利時(shí)晶圓代工廠X-FAB宣布在其XG035技術(shù)平臺(tái)中新增GaN-on-Si晶圓代工服務(wù)，用于生產(chǎn)d模器件。該公司在德國德累斯頓的8英寸晶圓廠提供這項(xiàng)技術(shù)。

2025年10月和11月，無晶圓廠半導(dǎo)體廠商劍橋氮化鎵器件公司（CGD）和納維塔斯公司分別宣布與格芯（GF）展開合作。正如我們之前看到的，格芯已與臺(tái)積電（TSMC）簽署了氮化鎵技術(shù)許可協(xié)議。CGD和納維塔斯都曾是臺(tái)積電的客戶，直到這家臺(tái)灣晶圓代工廠宣布退出氮化鎵市場。

氮化鎵新入局者

與 SiC 類似，影響 GaN 功率格局的因素包括地緣政治緊張局勢和各國對(duì)半導(dǎo)體自給自足的追求。

所謂“芯片大戰(zhàn)”造成的供應(yīng)鏈中斷最嚴(yán)重的案例涉及荷蘭公司Nexperia，該公司是聞泰科技的子公司，而聞泰科技部分股權(quán)由中國政府持有。

作為多家汽車制造商的重要碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）器件供應(yīng)商，Nexperia在2025年10月成為新聞焦點(diǎn)，當(dāng)時(shí)荷蘭政府以安全擔(dān)憂為由接管了該公司。隨后，中國政府禁止Nexperia出口在中國封裝的產(chǎn)品，導(dǎo)致多家歐盟汽車制造商面臨芯片短缺。2025年11月，荷蘭政府暫停了對(duì)Nexperia的控制。

至于新進(jìn)入者和研發(fā)投資，例如印度的 Agnit Semiconductors，這是該國第一家致力于推進(jìn)氮化鎵半導(dǎo)體技術(shù)的 IDM 初創(chuàng)公司；以及新加坡的氮化鎵國家半導(dǎo)體轉(zhuǎn)化與創(chuàng)新中心，該中心是與 A*STAR 合作成立的。

氮化鎵垂直架構(gòu)

功率氮化鎵器件的一個(gè)重要趨勢是垂直架構(gòu)的出現(xiàn)，與傳統(tǒng)的平面結(jié)構(gòu)相比具有諸多優(yōu)勢。參與這一轉(zhuǎn)變的公司包括安森美半導(dǎo)體，該公司于 2025 年 10 月推出了基于其氮化鎵上氮化鎵工藝的垂直氮化鎵 (vGaN) 高壓功率半導(dǎo)體（圖 4）。

據(jù)安森美半導(dǎo)體稱，目前市面上大多數(shù)商用 GaN 器件都是在非 GaN 襯底上制造的，主要是硅或藍(lán)寶石襯底。

相比之下，安森美半導(dǎo)體（Onsemi）位于紐約州錫拉丘茲的晶圓廠研發(fā)和生產(chǎn)的vGaN芯片，采用GaN-on-GaN技術(shù)，允許電流垂直流經(jīng)芯片內(nèi)部，而非流經(jīng)芯片表面。這種設(shè)計(jì)能夠提供更高的功率密度、更佳的熱穩(wěn)定性以及在極端條件下的穩(wěn)定性能。

2025 年 10 月，從麻省理工學(xué)院分拆出來的 Vertical Semiconductor 公司宣布獲得 1100 萬美元的種子資金，以幫助加速 vGaN 晶體管的開發(fā)。

碳化硅和氮化鎵處于多重動(dòng)態(tài)的中心。它們位于綠色轉(zhuǎn)型、人工智能革命和地緣政治緊張局勢等重大全球趨勢和事件的交匯點(diǎn)，這些寬帶隙化合物半導(dǎo)體無疑將繼續(xù)在電力電子行業(yè)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

https://www.powerelectronicsnews.com/the-evolving-landscape-of-sic-and-gan-markets/

（來源：編譯自powerelectronicsnews）

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