GaN进军高功率应用,车规认证将成入场券
回顾2025年,碳化硅与氮化镓行业在诸多领域斩获亮眼成果,同时历经产业格局的深度调整与迭代。展望2026年,行业正站在新的发展节点,既迎来技术突破与场景扩容的新机遇,也面临产业优化与市场竞争的新挑战。
为解读当前产业态势,明晰未来发展路径,行家说三代半与行家极光奖联合策划了《第三代半导体产业-行家瞭望2026》专题报道。本期嘉宾为宏微爱赛总经理崔崧、瑞萨电子氮化镓功率产品事业部高级总监Kenny Yim。后续,我们将持续邀约更多行业领军企业与权威人士参与《行家瞭望2026》专题,带来深度洞见与前沿观点,敬请持续关注。
GaN应用打破原有桎梏
产业成熟度显著提升
行家说三代半:如果用一个关键词总结回顾2025年的第三代半导体(SiC和GaN)产业发展,您会用哪个词?为什么?
宏微爱赛-崔崧:聚焦氮化镓(GaN)赛道,2025 年第三代半导体产业发展的核心关键词-破局,这一年GaN 产业完成了从“边缘配角” 到“市场主角” 的关键跃迁,实现了市场规模、应用场景、增长空间的全方位突破。
市场规模上,2024 年全球GaN市场规模约3.8亿美元,2025年预计突破5亿美元,同比增速超30%,商业化落地进程全面提速。
应用端彻底跳出消费电子快充的单一桎梏,快速向数据中心电源、新能源汽车车载OBC 等工业级、车规级核心赛道规模化渗透,正式跻身功率半导体应用主战场。同时,人形机器人产业的爆发为GaN 打开了全新增长蓝海,彻底打开行业长期发展天花板,标志着GaN 产业迈入规模化、全场景渗透的黄金发展期。
瑞萨-Kenny Yim:我选择的的关键词是“高功率攻坚”。
为什么是“攻坚”?因为2025年标志着以GaN和SiC为代表的第三代半导体,成功跨越了消费电子快充的“舒适区”,向产业价值的核心腹地——高功率、高可靠性应用——发起了总攻。这不再是小范围的试点,而是规模化、主流化的全面进军。在瑞萨,我们清晰地看到了这一转折。
今年7月,我们推出了基于SuperGaN技术的第四代增强型(Gen IV Plus)650V GaN FET产品,它直接瞄准人工智能数据中心服务器、800V架构的电动汽车充电、工业电源以及太阳能逆变器这些多千瓦级、对效率和可靠性有“零妥协”要求的领域。这表明,行业的共识已经形成:第三代半导体的战场,已经从提升生活便利性,转向了支撑全球数字基础设施和能源转型的基石。
行家说三代半:您认为,从整个第三代半导体产业角度,2025年有哪些可圈可点的进步或者成绩?
宏微爱赛-崔崧:竞争格局多元化:国际巨头:如英飞凌、EPC、Navitas等,凭借先发优势和技术积累,在车规、射频、高端工业领域占据主导地位。中国力量崛起:以英诺赛科为代表的中国企业,通过8英寸硅基GaN量产技术,在产能和成本上建立优势,并率先在人形机器人、AI数据中心等前沿应用上实现“全球首次”量产切入,商业化模式逐步成熟。
目前来看,行业的技术趋势可以总结为以下几点:
1)高压化:从650V向900V、1200V迈进,切入电动汽车主驱和工业电源领域。
2)高集成:从分立器件向“合封”(Driver+GaN)乃至“系统级芯片”发展,简化设计,提升功率密度。
3)车规化:AEC-Q101认证成为入场券,车企和Tier1有强烈意愿和GaN厂商的深度合作(如联合实验室、投资入股)成为竞争壁垒。
瑞萨-Kenny Yim:我认为进步主要体现在两个层面:技术深度与生态广度。
首先,在技术深度上,产品性能的迭代速度超出预期。以我们自己的Gen IV Plus产品为例,其芯片面积比上一代缩小了14%,导通电阻降低了14%,核心的性能指标(FOM)提升了20%。这不仅仅是数字游戏,它意味着在相同的功率等级下,系统可以做得更小、散热更易管理、效率更高。
这种进步直接回应了AI数据中心单机柜功耗突破60千瓦、甚至向1兆瓦迈进的残酷现实。我们通过更低的栅极电荷和动态电阻,将开关损耗降到最低,正是为了应对这些“电老虎”的挑战。
其次,在生态广度上,产业的成熟度显著提升。一个关键标志是“系统级解决方案”成为主角。过去,客户需要自己费力地将GaN器件、驱动器和控制器进行匹配。现在,像瑞萨这样的厂商,凭借在模拟、电源和嵌入式处理的全方位能力,能够提供从控制器、驱动器到GaN FET的完整方案。例如,我们同步推出的4.2kW图腾柱PFC评估平台,就是为了让客户能立即验证GaN在高效电源架构中的价值,将上市时间从年缩短到月。
更重要的是,可靠性得到了前所未有的重视。要进入数据中心、汽车和工业市场,仅有高性能是不够的。瑞萨的GaN器件累计现场运行时间已超过3000亿小时,我们正在推动第四代平台在2027年达到严格的汽车级AEC-Q101认证标准。这标志着第三代半导体正在建立与硅基器件同等、甚至更严苛的质量信誉。
跨越工程化与商业化鸿沟
需破解GaN技术瓶颈与成本制约
行家说三代半:当前第三代半导体行业面临的主要问题是什么?未来有哪些技术路径可能突破这些限制?
宏微爱赛-崔崧:当前第三代半导体行业面临的核心问题可以概括为“实验室性能极限”与“工程化、商业化综合最优”之间的巨大鸿沟。具体体现在以下三个核心维度:
1)热管理:从“材料优势”到“系统瓶颈”是当前最紧迫的物理性问题。尽管GaN和SiC本身是宽禁带材料,耐高温,但当它们被制成高功率密度器件时,自身产生的热量成为最大杀手。高功率密度导致沟道附近结温极易飙升超过200°C,这会加剧电子散射、降低迁移率,最终导致性能下降、可靠性恶化。
2)成本与应用:渗透率与价格压力的博弈是最现实的商业性问题。第三代半导体正陷入“规模上量”与“成本控制”的拉锯战。衬底成本高昂:以SiC为例,衬底成本约占器件总成本的47%,一片6英寸SiC衬底价格约2000元,而12英寸硅衬底仅需800-1000元,价差巨大。这直接限制了其在更广泛中低端市场的渗透。
3)工艺与集成:从“能做”到“精做”的工艺鸿沟是最复杂的工程性问题。将实验室的样品变成可大规模量产、高可靠性的产品,面临诸多工艺挑战。向8英寸、12英寸大尺寸衬底迈进是降本必由之路,但大尺寸扩径伴随的是晶体开裂、缺陷超标等高风险。
行家说三代半:如果用1个关键词展望未来5年的第三代半导体行业的发展,您会用哪个词?请展开谈谈您的看法。
宏微爱赛-崔崧:我认为这个关键词会是“主流”,2025 年GaN 产业以破局完成了从边缘配角到功率半导体主战场的关键跨越,未来5 年,行业核心发展主线便是实现从“赛道参与者” 到“行业主流方案” 的彻底跃迁。
技术与产业链的持续成熟将扫清主流化核心障碍,6 英寸晶圆工艺全面成熟、8 英寸产线规模化导入,将推动器件成本阶梯式下降,为GaN 全场景落地筑牢产业基础。
与此同时,GaN 正向新能源汽车、光伏储能、数据中心等多领域渗透,实现全场景多元化覆盖。尤其2026 年春晚人形机器人大放光彩,标志着该产业正式迈入快速发展期,GaN 凭借高频高效、高功率密度的核心器件优势,将随人形机器人产业爆发驶入增长快车道。
多元应用场景的持续落地,将反向拉动全产业链技术迭代与产能扩张,推动产业规模跨越式增长,叠加行业标准完善、国产供应链自主可控推进,GaN 终将成为功率半导体行业的主流技术路线。
GaN产业规模快速进阶
高增长赛道态势明显
行家说三代半:贵公司2026年将重点发力哪些市场或者哪些发展目标?
宏微爱赛-崔崧:2025年,宏微爱赛实现从0到1的核心产品突破,在GaN功率器件的技术研发、性能验证等多个环节取得了关键性成果,为企业后续发展筑牢了坚实的底层根基。2026年,我们的核心发展主线,就是全力实现从1到10、从1到100的规模化、产业化跨越,在市场落地、产品矩阵与生态协同上实现全方位进阶。
公司将重点聚焦人形机器人、AIDC 电源两大高成长赛道,深度把握行业爆发机遇。依托GaN器件高频高效、高功率密度、小型化的优势,精准匹配人形机器人伺服驱动与AI 数据中心高效电源的核心需求,加快产品量产与头部客户合作落地。
同时,公司将完善100V—650V全电压等级产品矩阵布局,覆盖多功率段与多元化应用场景,持续强化研发投入与上下游协同,加速技术成果转化,推动公司在第三代半导体领域实现从技术领先到市场领先的全面跃升。
瑞萨-Kenny Yim:在2026年,瑞萨将坚定不移地执行既定的战略聚焦,将GaN作为公司在功率半导体领域的核心增长点。
我们将重点推进基于200mm晶圆的制造能力建设,并深化与战略伙伴的合作,以确保产能和成本竞争力。
其次,我们会积极拓展市场应用,重点推动GaN在AI数据中心、电动汽车(OBC/DCDC)、工业机器人伺服系统及可再生能源电力转换系统中的应用。
最后,除成熟高压(650V+)产品外,我们还积极研发40V-200V低压GaN产品,拓展技术版图。同时,如前面所说,预计第四代增强型(Gen IV Plus)GaN平台在2027年中期前达到车规认证(AEC Q101),以进军汽车等高可靠性市场。
对我们而言,GaN不仅是新产品,更是驱动未来高效能源世界的基础技术。瑞萨正在为此构建完整的桥梁。
本文发自【行家说三代半】,专注第三代半导体(碳化硅和氮化镓)行业观察。