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功率型氮化镓（GaN）器件的普及应用主要得益于其更高的效率、更大的功率密度、双向传输能力以及系统级成本的降低。随着这些优势的应用范围从消费电子领域扩展到基础设施、汽车、能源和工业等其他领域，预计到2031年，功率型氮化镓器件市场规模将达到35亿美元，2025年至2031年的复合年增长率将达到35%。
消费电子产品仍将是最大的市场，快速充电器将继续推动销量增长，而氮化镓技术的应用范围将扩展到家用电器、音频设备和电动工具领域。预计到2031年，消费电子和移动设备领域将占市场份额的约50%，达到约17亿美元。
随着数据中心电力需求的不断增长，人工智能基础设施正成为最强劲的普及催化剂，加速了基于氮化镓（GaN）的电源和高压直流（HVDC）架构的部署。多家一级和二级供应商正在开发端到端的基于氮化镓的电源解决方案，将氮化镓定位为下一代数据中心的关键技术。
随着 GaN 车载充电器的商业化以及 48V 架构、DC-DC 转换器、电机驱动器和 LiDAR 等领域机遇的增加，汽车行业的采用正在加速发展。
展望 2030 年以后，由于人形机器人对紧凑、高效的电力电子产品的需求，人形机器人可能成为功率氮化镓的下一个主要增长驱动力。
在消费电子、人工智能基础设施、汽车和能源应用领域需求不断增长的推动下，功率氮化镓（GaN）产业正从整合阶段过渡到产能爬坡阶段。为了抓住这一增长机遇，英诺思、英飞凌、瑞萨电子、罗姆、意法半导体、安森美半导体和Nexperia等行业领先企业正在扩大GaN产能、投资垂直整合并加强战略合作。
一个主要趋势是IDM驱动型生态系统的兴起。继瑞萨电子收购Transphorm、英飞凌收购GaN Systems以及安森美半导体收购NexGen之后，老牌半导体公司纷纷将GaN生产纳入内部，并充分利用现有的8英寸和12英寸制造基础设施。安森美半导体进军功率GaN市场进一步巩固了GaN作为战略性技术的地位，加速了行业从无晶圆厂模式向垂直整合制造模式的转变。
为了缩短产品上市时间并确保供应安全，尤其是在人工智能基础设施和汽车应用领域，集成器件制造商 (IDM)、晶圆代工厂、外延供应商和技术开发商之间的合作也在不断加强。与此同时，台积电的退出加速了晶圆代工厂的多元化发展，GlobalFoundries、X-FAB、VIS、PSMC、三星、DB HiTek、SK Keyfoundry 等公司都在扩大其氮化镓 (GaN) 产能。
总体而言，尽管存在持续的知识产权纠纷，但通过更高的垂直整合、更广泛的代工厂产能和区域多元化，功率氮化镓供应链正变得更加成熟和有韧性，为下一阶段的大批量采用奠定了基础。
氮化镓（GaN）外延仍然是高电子迁移率晶体管（HEMT）制造中最关键且成本最高的步骤之一，因此降低成本和提高良率是业界的首要任务。先进的金属有机化学气相沉积（MOCVD）平台不断提升制造经济性，而GaN-on-QST和GaN-on-GaN正逐渐成为用于更高电压器件和提升性能的极具前景的衬底技术。首批商用GaN-on-QST产品已上市，而GaN-on-GaN仍是1200V以上应用的长期候选方案。
8英寸晶圆目前已成为主流制造平台，领先的集成器件制造商和代工厂都在大力投资产能。与此同时，12英寸晶圆的兼容性研发也在稳步推进，以进一步降低制造成本。
创新也超越了传统的 650V HEMT。高压 GaN 器件、双向开关和日益集成的功率模块正在提高功率密度，减少元件数量，并简化人工智能基础设施、汽车、储能和工业应用领域的系统设计。
尽管已取得显著进展，但功率型氮化镓仍是一项系统级技术，需要优化的架构、先进的封装和精细的电磁干扰管理。随着这些挑战的逐步解决，氮化镓在大规模应用领域（尤其是大批量应用）的部署方面正变得越来越有利。
（来源：编译自Yole ）
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