2020-2025年中国射频GAN行业调研及集中专一化战略咨询报告
在 1990 年代对分立 GaN 及 2000 年代对集成 GaN 进行了多年学术研究之后，Navitas 的 GaNFast 源集成电 路现已成为业界公认的，具有商业吸引力的下一代解决方案。它可以用来设计更小、更轻、更快的充电器和电 源适配器。单桥和半桥的 GaNFast 电源 IC 是由驱动器和逻辑单片集成的 650V 硅基 GaN FET，采用四方扁平无 引线（QFN）封装。GaNFast 技术允许高达 10 MHz 的开关频率，从而允许使用更小、更轻的无源元件。此外， 寄生电感限制了 Si 和较早的分立 GaN 电路的开关速度，而集成可以最大限度地减少延迟和消除寄生电感。
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三、GaN 电源市场到 2024 年约 3.5 亿美元，CAGR 达 85％
2019 年 9 月，OPPO 宣布在其 65W 内置快速充电器中采 GaN HEMT 器件，GaN 在 2019 年首次进入主流消 费应用。2020 年 2 月，小米公司在小米 10 发布会上也宣布使用 65W 的 GaN 快充，引起了市场极大的关注， GaN 功率器件在 2020 年预计将会加速普及。由于 GaN 充电器具有体积小、发热低、功率高、支持 PD 协议的 特点，GaN 充电器有望在未来统一笔记本电脑和手机的充电器市场。
据 Yole 预测，受消费者快速充电器应用推动，到 2024 年 GaN 电源市场规模将超过 3.5 亿美元，CAGR 为 85％，有极大增长空间。此外，GaN 还有望进入汽车及工业和电信电源应用中。从生产端看，GaN 功率半导体 已开始批量出货，但其价格仍然昂贵。制造成本是阻碍市场增长的主要障碍，因为到今天 GaN 仍主要使用 6 英 寸及以下晶圆生产。一旦成本可降低到一定门槛，市场就会爆发。
基于手机快充的激烈竞争，OPPO、vivo、小米等中国手机厂商将带动 GaN 功率市场快速增长。GaN 功率 器件领域一直由 EPC，GaN Systems，Transphorm 和 Navitas 等纯 GaN 初创公司主导，他们的产品主要是 TSMC， Episil 或 X-FAB 代工生产。国内新兴代工厂中，三安集成和海威华芯具有量产 GaN 功率器件的能力
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四、Infineon 和 Transphorm 是功率 GaN 专利领域的领导者
随着中国 OEM 厂商 OPPO 在其 65W 快速充电器中采用 GaN HEMT，功率 GaN 正在进入主流消费应用。 到 2024 年，GaN 电源市场的价值将超过 3.5 亿美元，CAGR 为 85％。在近几年的激烈竞争中，Infineon 和 Transphorm 掌握了最顶级的功率 GaN 专利。Infineon 的专利最全面，可在各个 GaN 应用场景进行商业活动。而 Transphorm 则主攻功率 GaN，暂时领先其他竞争厂商。
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英飞凌凭借其在 2014 年获得的国际整流器（International Rectifier）专利引领串叠组态（cascode topology） 相关领域。富士通和 Transphorm 则拥有与 E 型 GaN 晶体管相关的重要专利。英飞凌，EPC 和瑞萨目前在积极 地进行功率 GaN 专利的研发和申请。并且，英飞凌和英特尔都在研发将 GaN 功率器件与其他类型的器件（例 如射频电路和 LED 和/或 Si CMOS 技术）进行单片集成的技术。
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第四节 光电子：GaN 低功耗、高发光效率为 LED、紫外激光器助力
一、GaN 是蓝光 LED 的基础材料，在 Micro LED、紫外激光器中有重要应用
1993 年，Nichia 公司中村修二推出了第一只高亮度 GaN 蓝光 LED，解决了自 1962 年 LED 问世以来高效 蓝光缺失的问题，1996 年又首次在蓝光 LED 上涂覆黄色荧光粉从而实现白光发射，开启了 LED 白光照明的新 时代。目前实现白光 LED 有三种主要方法：（1）采用蓝色 LED 激发黄光荧光粉，实现二元混色白光；（2）利 用紫外 LED 激发三基色荧光粉，由荧光粉发出的光合成白光；（3）基于三基色原理，利用红、绿、蓝三基色 LED 芯片合成白光。这几种获得白光 LED 照明的方法各有自己的优缺点。
Micro LED 是新一代显示技术，比现有的 OLED 技术亮度更高、发光效率更好，但功耗更低。2017 年 5 月， 苹果已经开始新一代显示技术的开发。2018 年 2 月，三星在 CES 2018 上推出了 Micro LED 电视。Micro LED 显示技术可以将 LED 结构设计薄膜化、微小化与阵列化，尺寸仅约 1~100μm 等级，但精准度可达传统 LED 的 1 万倍。此外，Micro LED 在显示特性上与 OLED 类似，无需背光源且能自发光，唯一区别是 OLED 为有机材 料自发光。目前 OLED 受各大厂商青睐，是因为在反应时间、视角、可挠性、显色性与能耗等方面均优于 TFTLCD，但Micro LED 更容易准确调校色彩，且有更长发光寿命和更高亮度。Micro LED 有望继 OLED 之后， 成为另一项推动显示品质的技术。
晶能光电目前硅衬底 GaN 基 LED 实现了 8 英寸量产，并且在单片 MOCVD 腔体中取得了 8 英寸外延片内 波长离散度小于 1nm 的优异均匀性，这对于 Micro LED 来说至关重要。商用的 12 英寸及以上的硅圆晶已经完 全成熟，随着高均匀度 MOCVD 外延大腔体的推出，硅衬底 LED 外延升级到更大圆晶尺寸不存在本质困难。因 此，硅衬底 GaN 基技术的特性是制造 Micro LED 芯片的天然选择。
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