根據(jù)TrendForce集邦咨詢最新報告《2024全球GaN Power Device市場分析報告》顯示，隨著英飛凌、德州儀器對GaN技術(shù)傾注更多資源，功率GaN產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將再次提速。2023年全球GaN功率元件市場規(guī)模約2.71億美元，至2030年有望上升至43.76億美元，CAGR（復(fù)合年增長率）高達49%。其中非消費類應(yīng)用比例預(yù)計會從2023年的23%上升至2030年的48%，汽車、數(shù)據(jù)中心和電機驅(qū)動等場景為核心。
– 01 -AI應(yīng)用普及，GaN有望成為減熱增效的幕后英雄
AI技術(shù)的演進，帶動算力需求持續(xù)攀升，CPU/GPU的功耗問題日益顯著。為了應(yīng)對更高端的AI運算，服務(wù)器電源的效能、功率密度必須進一步提高，GaN已成為關(guān)鍵解決技術(shù)之一。臺達為全球最大的服務(wù)器電源供應(yīng)商，市占率近5成。觀察其服務(wù)器電源的進階過程，功率密度在過去10年里由33.7W/in3上升至100.3W/in3，同時功率等級來到了3.2kW甚及5.5kW，而下一代預(yù)計將達到8 kW以上。
TrendForce集邦咨詢研究表明，2024年AI服務(wù)器占整體服務(wù)器出貨的比重預(yù)估將達12.2%，較2023年提升約3.4%，而一般型服務(wù)器出貨量年增率僅有1.9%。
為了搶占商機，英飛凌與納微半導(dǎo)體均在今年公布了針對AI數(shù)據(jù)中心的技術(shù)路線圖。英飛凌表示，將液冷技術(shù)與GaN相結(jié)合，在較低結(jié)溫下具有明顯的優(yōu)勢，為數(shù)據(jù)中心提供了巨大的機會，可以最大程度地提高效率，滿足不斷增長的電力需求，并克服服務(wù)器發(fā)熱量不斷增加所帶來的挑戰(zhàn)。
– 02 -電機驅(qū)動場景，GaN高頻特性潛力凸顯
在機器人等電機驅(qū)動場景，GaN的應(yīng)用潛力逐漸浮現(xiàn)。相對工業(yè)機器人，人形機器人（Humanoid Robot）由于自由度（Degrees of Freedom, DoF）急劇上升，對電機驅(qū)動器的需求量大幅增加。人形機器人的關(guān)節(jié)模組承擔了主要的發(fā)力與制動任務(wù)，為了獲得更高的爆發(fā)力，需要配置高功率密度、高效率、高響應(yīng)的電機驅(qū)動器，GaN因此受到市場關(guān)注，特別是在腿部等負載較高的部位。
德州儀器、EPC（宜普電源轉(zhuǎn)換）持續(xù)推動著GaN于電機驅(qū)動領(lǐng)域的應(yīng)用，并不斷吸引新玩家進入。未來的機器人定會超乎想象，而精確、快速和強大的運動能力是其中之關(guān)鍵，驅(qū)動其運動所需的電機也勢必隨之進步，GaN將因此受益。
– 03 -GaN為汽車功率電子提供新方案
相對于SiC在汽車產(chǎn)業(yè)的繁榮景象，GaN汽車應(yīng)用亦不斷吸引著業(yè)界關(guān)注，其中車載充電機(OBC)被視為最佳突破點。第一個符合汽車AEC-Q101標準的功率GaN產(chǎn)品在2017年由Transphorm（現(xiàn)Renesas-瑞薩電子）發(fā)布，截至目前，已有多家廠商推出豐富的汽車級產(chǎn)品。
整體而言，雖然GaN進入Inverter、OBC等動力系統(tǒng)組件還面臨著多個技術(shù)問題，但相信在英飛凌、瑞薩等汽車芯片大廠的持續(xù)投資推動下，GaN不久就會成為汽車功率組件中的關(guān)鍵角色。
– 04 -消費電子仍是GaN的主戰(zhàn)場
消費電子是功率GaN產(chǎn)業(yè)的主戰(zhàn)場，并由快速充電器迅速延伸至家電、智能手機等領(lǐng)域。
具體而言，GaN已經(jīng)在低功率的手機快速充電器中被大規(guī)模采用，下一步GaN將進入可靠性要求更為嚴格的筆電、家電電源。另外，其他蘊藏潛力的消費場景包括Class-D Audio、Smartphone OVP等。
TrendForce集邦咨詢認為，功率GaN產(chǎn)業(yè)正處于關(guān)鍵的突圍時刻，幾大潛力應(yīng)用同步推動著產(chǎn)業(yè)規(guī)模加速成長。同時，為了進入更為復(fù)雜的大功率、高頻化場景，GaN在可靠性基礎(chǔ)上有望引入新結(jié)構(gòu)、新工藝，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入新動能。另外，從產(chǎn)業(yè)發(fā)展進程來看，F(xiàn)abless（無晶圓廠）公司在過去一段時間里表現(xiàn)較為活躍，但隨著產(chǎn)業(yè)不斷整合以及應(yīng)用市場逐步打開，未來將看到傳統(tǒng)IDM（集成器件制造）大廠的話語權(quán)顯著上升，為產(chǎn)業(yè)格局的未來圖景帶來新的重大變數(shù)。（文：TrendForce集邦咨詢）
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