氮化镓的战国时代

“过去我公开说过，我不相信GaN。现在看来，我错了。”

今年7月底，MPS创始人兼CEO Michael Hsing在第二季度财报电话会上，罕见地修正了自己过去对于氮化镓的判断。他随后补充，GaN如今已经发展到MPS无法忽视的程度，公司从2025年开始开发自己的GaN技术。

这可能是观察当下GaN市场最有意思的一句话。

EPC、英诺赛科、Navitas继续押注GaN并不令人意外，但当一家曾经公开质疑GaN，甚至是全部依赖于硅的电源芯片公司，也开始自己做GaN，产业所处的阶段已经发生变化。

几乎同一时间，重兵布局SiC的onsemi透露，其1200V单片垂直GaN已经送样AI数据中心和汽车客户；PI则把横向PowiGaN的额定电压一路推到2200V，继续逼近SiC长期占据优势的高压电力电子市场；英飞凌300mm GaN制造已经进入客户送样阶段；英诺赛科的GaN累计出货截至2025年底已经达到20亿颗...

曾经靠手机充电器成长起来的Navitas也开始换战场。公司在“Navitas 2.0”战略中明确将资源重新集中到AI数据中心、能源和电网、高性能计算与工业电气化，预计到2026年第四季度，AI基础设施将贡献超过三分之一的季度收入，而手机业务将下降到很低的水平。

国内市场同样越来越拥挤。英诺赛科之外，华润微同时发展E-mode和D-mode，镓未来把GaN带进12kW AI服务器电源，东微半导体与晶湛半导体开始推进12英寸硅基GaN，三安建立覆盖E-mode、D-mode和GaN IC的代工平台，纳芯微则从驱动与合封切入GaN生态。

Yole Group预计，全球功率GaN器件市场将在2031年达到35亿美元，2025年至2031年的复合增长率达到35%，AI数据中心已经成为变化最快的新应用之一。

氮化镓的战国时代，已经来了。

过去十几年，产业最常讨论的问题还是GaN究竟能不能从硅手中拿走市场。如今市场开始进入下一个阶段：自己能不能成为赢家。

从快充，到AI

GaN第一轮真正意义上的商业成功来自消费电子。高开关频率和低开关损耗让变压器、磁性器件和散热系统不断缩小，GaN也借助65W、100W乃至更高功率的快充产品积累了大规模制造、可靠性和成本经验。

但消费电子就是第一块点火的根据地，随着市场越来越卷，手机销量下滑，大家都把消费从小甜甜看成了牛夫人。

AI数据中心、汽车、机器人、工业电源和新能源系统正在成为GaN新的争夺方向，其中AI数据中心最为特殊。随着单机架功率不断提高，原有48V/54V配电承受的电流越来越大，800V DC开始进入下一代AI数据中心架构，电源从相对稳定的设计进入重新洗牌的窗口。

Navitas的转型就是典型案例。它过去最具代表性的标签是GaN快充，现在却将公司资源整体迁移到高功率市场。按照公司最新投资者材料，2026年下半年到2027年会有多项超大规模数据中心和OEM/ODM项目陆续爬坡，800V AI数据中心已经成为其中重要方向。

国内也出现了相似变化。珠海镓未来今年在慕尼黑上海电子展首次公开展示12kW AI服务器电源，GaN创业公司开始从几十瓦、几百瓦的消费市场向千瓦乃至十千瓦级电源移动。

过去大家争的是一颗充电器，现在争的是一整条电源链。

从800V高压母线，到48V、12V、6V，再到不足1V、数千安培的GPU Core，每一个节点都可能重新产生一轮功率半导体竞争。而有趣之处在于，即使面对同一个800V数据中心，不同GaN厂商给出的答案也完全不同。

一个800V，把GaN的两头都解开了

PI选择的是最直接的一条路线：继续提高GaN本身的耐压。

从900V、1250V、1700V一路走到2200V，PI正在不断突破横向GaN过去的耐压边界。公司最新公布的2200V PowiGaN明确面向下一代高压数据中心、EV、光伏和HVDC，并称1700V PowiGaN已经进入单级数据中心辅助电源设计，1250V则可以进入800V DC数据中心的部分主功率路径。随着未来数据中心研究1500V配电，PI希望继续用更高耐压GaN直接进入过去更多由SiC承担的区域。

EPC最新发表的800V AI电源文章却给出了几乎相反的思路。

既然一颗GaN直接承受800V很困难，那就不要让它承受800V。EPC介绍了一种ISOP技术，也就是输入串联、输出并联的方案。800V输入由多个转换模块串联分担，而低压输出端再并联起来共同提供大电流。EPC展示的8模块架构中，每个模块只处理大约100V输入，因此一次侧能够采用150V GaN；低压侧甚至使用18V GaN。

最终，一套6kW的800V至6V方案输出电流接近1000A，模块尺寸约140mm×120mm，设计目标为98%峰值效率和97%满载效率。在这种架构中，真正棘手的甚至已经不是800V，而是6V一侧的千安培电流：同步整流需要多颗FET并联，同时系统还希望工作在1MHz，以缩小变压器尺寸，于是导通电阻、栅极电荷和输出电荷必须同时降低。

EPC因此把最新一代eGaN继续向低压推进，次级侧新产品甚至来到了25V和18V。低压并不意味着技术退步，它对应的是AI数据中心另一端完全不同的需求——极低电压、极大电流以及MHz级开关。

于是同一个800V架构出现了两条方向相反的GaN路线。

PI把GaN从1700V推向2200V，EPC却把GaN从150V继续推向25V、18V。

一条路线试图让GaN本身承受越来越高的电压；另一条路线通过拓扑重新分配电压，让低压GaN也能参与800V系统。

这可能比单纯讨论“800V利好GaN”更能体现今天GaN市场的状态：大家使用的武器不一样，这样才会促进创新。

E-mode、Cascode，还有第三条路

技术分歧也存在于GaN晶体管自身。

AlGaN/GaN异质结天然可以形成高密度二维电子气，因此最原始的GaN HEMT在没有栅极驱动时已经能够导通，属于D-mode，也就是耗尽型、常开型器件。但电力电子系统通常要求功率开关在掉电、驱动异常时保持关闭，于是过去十多年产业一直在寻找不同的Normally-off实现方式。

EPC是E-mode最坚定的推动者之一。通过改变栅极区域，使零栅压时沟道被耗尽，GaN器件本身成为常关器件。这条路线减少了额外串联的硅器件，也有利于降低寄生参数、提高开关频率和进一步集成。今年2月，EPC甚至将自己的低压eGaN技术授权给瑞萨，双方还计划建立瑞萨内部的晶圆制造能力，并让瑞萨成为部分EPC器件的第二供应源。

PI则长期坚持D-mode Cascode。高压D-mode GaN与一颗低压Si MOSFET级联以后，整个组合从外部看起来仍然是一颗常关器件，而且客户能够使用更加接近传统MOSFET的驱动方式。

双方一个明显差异出现在半桥死区期间。E-mode GaN没有传统PN结形成的body diode，反向电流依靠GaN沟道完成第三象限导通，因此可以避免传统体二极管的反向恢复损耗，但关断状态下的反向导通压降会比较高，而且会受到关断栅压影响；传统Cascode中的低压Si MOSFET拥有体二极管，反向续流机制不同，同时也会重新引入一定的反向恢复问题。

但如果只把市场划成E-mode和Cascode两派，又会漏掉TI。

除了E-mode和传统Cascode，TI还走出了第三条路线。TI同样采用D-mode GaN，但没有让低压Si MOSFET像传统Cascode一样参与每一个PWM周期的高速开关，而是主要把它作为上电安全开关；正常工作以后，MOSFET保持导通，由驱动器直接控制GaN HEMT。这样既保留了D-mode GaN的特点，也避免了Cascode中低压MOSFET体二极管反复参与换向带来的反向恢复问题。

针对GaN第三象限反向压降较高的问题，TI又加入Ideal Diode Mode，在检测到反向电流后主动打开GaN沟道，使电流迅速转入低阻导通状态，相当于在器件内部实现了一套自动同步整流和死区优化机制。

所以D-mode本身也没有唯一答案。

国产厂商的选择更加务实。华润微今年6月公开表示，公司同时发展E-mode和D-mode，D-mode已经实现规模量产并与头部客户合作。换句话说，当一些厂商坚定押注单一路线时，后来者完全可以根据不同电压和应用同时准备两种技术。

广东致能则把D-mode推进到了1200V，2023年发布的高压平台本征击穿达到2400V，瞄准工业、新能源和汽车市场。它还在探索垂直GaN结构，说明国内高压GaN的技术路线也在继续分化。

GaN发展得越快，技术路线反而越丰富。

横竖都有理

另一条更大的分界线，是横向GaN与垂直GaN。

现有商业功率GaN绝大部分采用横向结构，电流沿晶圆表面方向流动，也更容易借助GaN-on-Si等成熟路线进行规模制造。但随着电压继续升高，横向器件需要更大的高压区域和更复杂的电场管理，器件面积与导通电阻的压力也会逐渐增加。

垂直GaN把电流路径转向晶圆厚度方向，耐压主要通过垂直漂移区扩展，因此长期被认为更有机会处理高压、大电流。它真正困难的部分一直在制造：GaN衬底、外延质量、缺陷密度、良率和成本，都让垂直GaN的大规模商业化比横向GaN困难得多。

onsemi现在正在尝试跨过这道门槛。

今年8月，CEO Hassane El-Khoury表示，公司的1200V高功率垂直GaN采用单片结构而非堆叠芯片，目前已经同时送样AI数据中心和汽车客户，认证按照计划推进。他特别强调，外界过去最关心的能否制造、有没有良率、能不能通过认证以及性能是否达标等问题，公司目前都已经完成关键验证。

更有意思的是，onsemi并没有把全部筹码押在垂直GaN上。公司同时与GlobalFoundries合作开发650V横向GaN，又与英诺赛科签署合作意向，计划利用后者成熟的200mm GaN-on-Si工艺从40V—200V产品切入，把onsemi的驱动、封装和系统集成能力与英诺赛科的晶圆制造结合。

一家传统SiC大厂，同时下注垂直GaN、高压横向GaN和低中压横向GaN。

这同样解释了MPS那句“不能忽视GaN”的另一面。MPS已经开始开发自己的GaN，但800V方案依然选择SiC。产业目前没有形成“GaN全面替代SiC”的共识，所以还真没有任何确定性可言。

GaN和SiC之间的边界，也还没有划完。

战争从FET打到Power Stage

器件结构之外，另一场变化正在悄悄发生。

GaN竞争过去喜欢比较RDS(on)、Qg、Qoss以及耐压，但当开关速度已经非常快以后，一颗性能优秀的FET并不能自动得到一个优秀的电源。GaN速度越快，封装寄生、电源环路、栅极环路、驱动、EMI和散热设计的影响反而越明显，真正释放GaN性能越来越依赖整个Power Stage。

TI今年4月发布的一篇白皮书就把这种趋势讲得很直接。针对12V—80V、通常20A以上的中压大电流DC/DC，TI开始把两颗GaN FET、控制器以及启动相关器件直接放进一个4.5mm×6mm×0.8mm的多芯片模块。LMG708B0 80V Buck和LMG5126 42V Boost相比硅方案可以将占板面积最多缩小约50%，同时保持效率。

这里的价值已经远远超出“少焊几颗器件”。FET和Driver距离缩短以后，功率环路、栅极环路的寄生电感可以进一步降低，振铃和EMI随之下降；预测式驱动把死区压到约4ns，高开关频率又允许磁性器件和电容继续缩小。TI还利用多相级联扩大电流能力，并通过封装上下双热路径改善散热。

GaN的技术价值开始从晶体管本身向驱动、控制、封装和热设计一起转移。

这也给纳芯微这样的国产模拟芯片公司留下了位置。纳芯微本身并不需要与英诺赛科竞争GaN晶圆，而是从GaN驱动、隔离、保护和合封进入市场。公司近期披露，面向AI服务器电源的高压GaN驱动芯片已经实现批量发货，中低压GaN合封产品也已经推进客户验证；此前它还与英诺赛科、联合汽车电子合作开发面向新能源汽车的集成GaN方案。

未来真正参与竞争的产品单位，可能越来越多地从一颗GaN FET变成一整颗GaN Power Stage。

这对传统模拟电源公司尤其重要。TI拥有驱动、控制和系统设计能力，MPS以高集成电源模块见长，英飞凌也不断强化集成GaN产品；而Navitas从成立之初就在强调把驱动、保护等功能与GaN结合。当竞争进入系统层以后，过去按“谁会做GaN晶体管”划分阵营的方式也开始失效。

有人星夜12寸，有人辞官代工厂

技术路线决定GaN能够走到哪里，制造能力则决定它最终能卖到多便宜。

英诺赛科是大规模制造路线最典型的代表之一。依靠8英寸GaN-on-Si制造平台，公司不断扩大产品组合和出货量，截至2025年第四季度累计GaN功率器件出货已经达到20亿颗。

英飞凌把规模化逻辑继续推到了12寸。公司表示12寸GaN客户样品从2025年第四季度开始提供，并明确希望利用大尺寸制造可进一步降低成本。

这是一场非常现实的战争。早期GaN主要靠性能证明自己的价值；当它准备进入汽车、工业和AI基础设施以后，产能、良率和单位成本的重要性会迅速提高。更大的晶圆可以容纳更多Die，同时更容易利用现有硅制造基础设施，这也是300mm GaN真正吸引传统IDM的地方。

国内也已经有人向12英寸迈进。

2025年10月，东微半导体与晶湛半导体宣布共同推进12英寸硅基GaN HEMT功率器件研发，计划利用12英寸CMOS实验线建立外延与器件工艺平台，再逐步推进原型产品。它和英飞凌目前所处阶段并不相同——英飞凌已经走到客户样品，而东微与晶湛仍处于研发和产业化推进阶段——但方向已经非常清晰。

三安则从Foundry角度搭建另一种生态。其GaN代工平台目前覆盖100V/200V低压E-mode、650V/900V E-mode和D-mode，以及GaN IC；现有先进工艺以6英寸为主，关键工艺还可以进一步扩展至8英寸。

另外，值得一提的是前一阵子台积电放弃氮化镓代工，这也给市场带来了诸多变化，怎么说呢，谁叫人家是台积电呢，有的是更赚钱的项目。

国产GaN竞争也激烈

如果几年前谈国产功率GaN，最容易被提到的名字是英诺赛科；如今国产阵营内部已经出现了更多玩家。

英诺赛科代表规模制造和宽电压产品组合，继续依靠8英寸GaN-on-Si把GaN向更多市场铺开；华润微选择E-mode和D-mode同时推进；镓未来则沿着消费GaN向大功率迁移，开始用12kW服务器电源争夺AI市场。

致能很早就押注高压D-mode，并进一步研究垂直GaN；三安更接近制造平台；东微与晶湛押注12英寸；纳芯微绕开GaN FET本身，从Driver和集成Power Stage周边切入。

各家的战略已经明显不同。

这反而是一件值得关注的事情。国产GaN产业正在从“能不能做出国产器件”，进入“哪一种器件结构、制造尺寸、集成方式和应用入口更有竞争力”的阶段。只有当一个产业内部开始出现真正不同的技术路线，竞争才会从国产替代逻辑转向产业自身的优胜劣汰。

法庭开战，市场结盟

市场变大以后，专利也开始真正值钱。

英飞凌与英诺赛科之间的专利诉讼已经横跨多个司法辖区。美国ITC今年5月确认英诺赛科侵犯英飞凌一项GaN专利，并发布针对相关侵权产品的进口和销售禁令，7月总统复审期结束后裁决生效；另一方面，按英诺赛科6月披露，中国最高人民法院又维持了针对英飞凌部分GaN产品的禁令。双方正在不同专利、不同产品和不同地区持续交锋。

EPC与英诺赛科之间的争议更早触及E-mode GaN基础器件技术；今年新的战火又烧到了Navitas和瑞萨。7月，瑞萨在美国起诉Navitas，指控后者通过招聘前员工获取与AI数据中心GaN相关的商业秘密；8月10日，Navitas又在德州起诉瑞萨侵犯四项GaN相关专利。

而就在双方开打之前，瑞萨也正在结盟。今年2月，EPC向瑞萨开放低压eGaN技术授权，双方计划合作建立内部晶圆制造能力，瑞萨还会成为部分EPC量产产品的第二供应源。

GaN产业还真像战国时代，有合纵有连横。

ST与英诺赛科已经签订GaN技术开发与制造协议，英诺赛科可以利用ST在中国以外的前端制造能力，ST则可以使用英诺赛科在中国的制造产能；onsemi自己发展垂直GaN的同时，又与GlobalFoundries合作650V横向GaN，并探索利用英诺赛科200mm GaN-on-Si工艺生产40V—200V器件。

这些官司与合作，也是氮化镓的日子好起来了。

谁能结束战国

十年前，GaN产业的共同目标相对简单：证明GaN能够突破硅器件的性能限制。

今天这个问题已经逐渐被市场回答。GaN从手机快充进入AI数据中心、汽车、机器人和工业市场，功率范围不断向上扩展。

新的战争来自内部的分化，一定会收敛，一定会专利授权，一定会有主打的细分市场。

但现在还远没有到给胜负排名的时候，只能祝大家越来越好。

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