02.27 行業研究 GaN快充具看點,第三代半導體潮起,誰將搭上行業快車?

在上一篇,我們對GaN的應用領域和市場前景做了分析和展望,並指出,電源(快充)和射頻芯片將成為GaN行業發展的主要推動力。

而在本文中,我們認為,GaN在消費電子快充領域的應用,從短期看對行業發展的推動效果會更為明顯。

隨著消費電子領域滲透率的提升,未來GaN產業鏈將不斷完善和成熟,並可能加快在電動汽車、雷達等其它領域的應用。

01

GaN充電器或成標配

市場前景光明

近年來,在華為、小米等手機大廠的技術引領下,手機硬件得以快速提升。

如今,這兩家企業均已躍居全球先進行列,以優異的產品性能和高性價比,國產機暢銷全球。

但同時,我們都能深刻體會到,隨著手機硬件的飛速提升,手機耗電也越來越快。

一天一充或一天數充成為常態,手機電池技術似乎沒有跟上硬件飛速發展的腳步。

不可否認,傳統的手機鋰電池如今確實遇到了技術瓶頸。

未來手機續航能力的提升,將依賴於新材料的發現和應用。

就目前看,最受期待的當屬華為新機mate40是否會搭載石墨烯電池。

而在手機電池技術未實現真正的突破之前,快充技術的發展無疑成為解決手機續航時間短的無奈之舉。

即使未來手機電池技術得以突破,能否及時為大容量的手機電池快速充滿電也變得極為重要。

2月13日,小米舉辦的新品發佈會就引起各方的極大關注。

在發佈會上,小米65w氮化鎵充電器成為全場矚目的焦點。

該充電器採用氮化鎵技術,最高支持65W疾速充電,可在45分鐘將小米10Pro充電至100%,充電速度比普通充電器提升了50%。

更值得稱道的是,本次小米發佈的65W GaN充電器,體積比常規充電器小了一半,且兼容市面上主流智能手機、帶C口的筆記本電腦、平板電腦、Switch遊戲機、充電寶等。

無論是出差還是旅行,只需要帶一個GaN充電器就能解決手機和筆電的充電問題。真可謂一頭在手,出門無憂!

行業研究 GaN快充具看點,第三代半導體潮起,誰將搭上行業快車?

當然,小米GaN充電器之所以能夠具備體積小、功率大、充電效率高的優點,完全得益於第三代半導體材料氮化鎵(GaN)的應用。

GaN具有超強的導熱效率、耐高溫和耐酸鹼等特性,用於充電器上可使充電器實現小體積和輕重量,在充電功率轉換上相比同功率充電器更具優勢。

早在去年11月,OPPO就在全球率先推出GaN充電器,但其65W快充僅支持其自有的OPPO產品,且接口為USB-A,無法兼容大部分筆記本電腦。

繼2月13日小米推出其首款GaN充電器之後,VIVO也於2月14日宣佈將在X50上全系搭載GaN充電器。

相比之前GaN芯片主要應用在基站、雷達等大型設備上,這次小米和VIVO將其應用在了消費電子上。

從市場前景來看,GaN充電器在消費電子領域的應用和普及,對產業發展帶動效果會更明顯!

我們從GaN在功率器件領域的應用來看,電源供給方面的器件在所有應用中增長是最快的。

預計從2020年-2022年,電源芯片領域的市場份額會佔到一半以上,整個市場的複合增長率將高達80%以上。

行業研究 GaN快充具看點,第三代半導體潮起,誰將搭上行業快車?

值得注意的是,除了國內OPPO、小米、VIVO三家手機企業,在今年全球最大的消費電子展(CES2020)上,包括Anker在內的30家廠商集中推出了66款氮化鎵快充產品。

我們預計,GaN在消費電子快充領域的應用會成為潮流和趨勢。

如果未來蘋果、華為、聯想等大廠跟進,那麼GaN充電器很可能成為手機甚至是電腦的標配。

據Yole預計,全球GaN功率半導體市場規模,保守預測到2024年將超過3.5億美元,2018-24年的年均複合增長率達到85%;

按樂觀估計,如蘋果、三星、華為等大廠也採用GaN充電器,預計2024年全球GaN功率半導體市場規模將超過7.5億美元。

當然,若未來筆記本電腦、平板電腦、充電寶、電動汽車等都採用GaN快充,那麼GaN行業的市場空間將會更大!

02

各廠商積極佈局

滲透率將快速提升

2月20日,臺積電與意法半導體共同宣佈:

雙方攜手合作加速氮化鎵(GaN)製程技術的開發,並將分離式與整合式氮化鎵元件導入市場。

可以預見,在行業巨頭的推動下,未來GaN的應用步伐將會加快。

隨著小米、OPPO、VIVO等手機企業紛紛推出GaN充電器,預計GaN快充在消費電子領域的滲透率將會快速提升。

隨後,其應用場景有望逐步擴大至電動汽車等領域。

當然,在新冠疫情過後,5G基站建設也將恢復,這將拉動射頻GaN器件的需求。

那麼,GaN產業的發展,誰會成為受益對象呢?

從產業鏈角度看,GaN產業鏈包括上游的材料(襯底和外延片)、中游的器件和模組、下游的系統和應用。

行業研究 GaN快充具看點,第三代半導體潮起,誰將搭上行業快車?

從全球範圍看,英飛凌、安森美、意法半導體都是行業內無可爭議的巨頭,而國內目前在各環節也已有企業涉足。

在上游GaN襯底方面,國內有中稼半導體、中晶半導體、納維科技、鎵特半導體等企業;

在GaN外延片方面,國內有晶湛半導體、聚能晶源、世紀金光、聚力成半導體等企業。

而位於中游的功率器件作為氮化鎵快充的核心部件,從硬件底層決定了充電器的性能,因此,中游功率器件更值得我們關注。

相關上市公司有士蘭微、富滿電子。

士蘭微作為國產功率器件龍頭廠商,在第三代半導體領域佈局較早,2017年即打通一條6英寸的硅基氮化鎵功率器件中試線。

2018年10月,公司公告與廈門半導體共同投資220億,規劃建設兩條12英寸90~65nm的特色工藝芯片(功率半導體芯片及MEMS傳感器)生產線和一條4/6英寸兼容先進化合物半導體器件生產線。

富滿電子專注於電源管理類芯片、LED控制芯片、MOSFET類芯片。

GaN充電器主要由主控芯片和協議芯片組成,主控芯片由GaN MOS管和電源驅動芯片封裝一起而成,公司的電源芯片業務有望直接受益。

GaN化合物半導體方面,上市公司中的三安光電、乾照光電是較為明確的受益者。

三安光電是國產化合物半導體材料領軍企業,2018年斥巨資建設Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體材料產業園,相關產能儲備充足。

目前公司可提供包括GaN在內的化合物半導體晶圓代工服務,工藝能力涵蓋微波射頻、電力電子、光通訊和濾波器四大產品領域,已取得國內重要客戶的合格供應商認證。

乾照光電憑藉在砷化鎵和氮化鎵光電器件領域多年研發和生產的積累,積極佈局以砷化鎵和氮化鎵材料為基礎的化合物半導體方向,2018年11月,公司投資15.97億元加碼半導體研發項目。

就下游系統和應用來看,領益智造是國內GaN充電器代工的不二人選。

領益智造在2019年以880萬歐元收購芬蘭充電器生產商SalcompPlc,後者是一家全球領先的充電器、適配器的開發商和製造商,產品線覆蓋了手機、平板、智能家居產品、個人電子產品等。這意味著公司可迅速切換產線代工GaN充電器。

除了GaN充電器外,GaN在電動汽車領域也有廣闊的市場前景。

據瞭解,聞泰科技子公司安世已發佈650V的GaN功率器件產品,主要應用於電動汽車、數據中心和高端電源等,目前在車載OBC(on-board-charge)領域全球領先,並實現批量出貨。

此外,安世參股美國氮化鎵半導體公司Transphorm9.9%股權,其隸屬富士通電子旗下,是高壓GaN半導體設計和製造的領導者,2018出貨超過25萬件GaN功率器件。


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