新能源汽车产业链成“香饽饽”，氮化镓将在哪些部件上率先搭载？

据CASA Research数据显示，2020年国内PD快充GaN电力电子器件市场规模约1.5亿元，全球PD快充GaN电力电子器件市场规模超过3亿元；预计到2025年市场规模将超过40亿元，年均复合增长率97%，全球预计到2025年市场规模达到80多亿元，年均复合增长率90%。

集微咨询分析师朱航欧认为，“从当前的情况来看，GaN电力电子器件在PD快充领域的实际渗透速度远远高于预期。”

在尝到消费领域快充的甜头后，在电动车快速成长，以及提高充电效率需求的带动下，GaN功率器件厂商也开始积极开发新能源汽车领域。如果GaN能以较低的价格进入，且能够证明其可靠性和高电流能力，未来将可以打入更具挑战性的驱动系统，这一趋势可能为其创造出更显著的价值。

氮化镓的“上车”机会在哪？

2020年，由于氮化镓器件渗透到智能手机快速充电器应用中使得氮化镓功率市场成长了几倍。根据Yole 预测，氮化镓功率器件市场将从2020年的4600万美元增长至2026年的11亿美元，平均年复合成长率达70％。其中，从2022年开始，预计氮化镓以小量渗透到车载充电器（OBC）和DC / DC转换器等应用中。因此，该机构预计，到2026年，汽车和移动市场价值将超过1.55亿美元，年复合成长率达185%。

另一方面，随着汽车电动化、5G通信、物联网市场的不断增长，基于氮化镓的产品应用正逐步拓展，将推动2021年及未来功率半导体的需求增长。在电动化对功率器件要求越来越高的背景下，未来在汽车产业上，将有更多的第三代半导体器件出现。

目前，在特斯拉的的领头效应下，全球范围内已有不少车企和tier1企业布局基于SiC的车用第三代半导体功率器件。

第三代半导体芯片设计公司芯聚能总裁周晓阳向表示，“目前博格华纳、欣锐科技、吉利汽车、大众及BYD等企业布局OBC领域，特斯拉、丰田、本田、BYD，吉利及蔚来等企业积极布局主驱，而DC-DC领域主要有欣锐科技、特斯拉、吉利汽车、BYD等公司。由于行业发展很快，第三代半导体器件领域会有越来越多玩家进入。”

此外，周晓阳强调，随着行业快速发展，整个市场布局也是瞬息万变。而伴随新能源汽车市场愈加开放，将有利于整个车用功率半导体的发展，其中就包括氮化镓器件。

“在一辆电动车里面，氮化镓芯片的TAM（潜在市场总空间）超过250美元，这是一个非常了不起的机会。”纳微半导体副总裁兼中国区总经理查莹杰向透露，“其中，车载充电器接近50美元，还有DC/DC的逆变器大概15亿美元，而在主驱动的应用接近200美元，根据Yole的预计，我们认为到2025年电动汽车中氮化镓芯片市场机会总值超过25亿美元/年。”

研发型公司Brusa的功率产品副总裁也指出，“我们目前的OBC产线主要使用硅和碳化硅。氮化镓能使我们的产品得到进一步的提升。”Brusa是国内龙头企业汇川技术在新能源汽车电机、电控产品的研发合作伙伴，其在该领域具备很强的实力和创新能力。

图源：纳微半导体

氮化镓除了在OBC上应用外，查莹杰指出，“氮化镓在汽车的低压电池保护、电池到系统直流端的转换器（DC/DC），高压电池保护，OBC，以及在牵引驱动部分存在应用优势。”

氮化镓将在哪些地方率先落地？

行业人士指出，“氮化镓上车，带来的好处有几个方面，一个是充电时间减少了60%，原来的车载充电器没有相应的标准，在相同的体积内，我们把原来的6.6千瓦功率升级到了22千瓦，让整个充电速度提升了3倍，而车载充电器的体积和重量不会影响到本身车的重量。”

此外，“氮化镓在双向电路中扮演了非常重要的角色，经测算，在逆变器上，相比硅基功率器件，氮化镓能节能70%，可增加5%的续航。”该人士补充到。在同等体积下面，车载充电器的重量可以大幅度下降，以及提高效率，在逆变的过程中，在消耗电路上的能耗会下降，在这两个基础上，车重可以维持在相对较轻的重量，同时提升了逆变效率，可以有效地增加车的续航里程。

因此可以看到，氮化镓对汽车充电、续航等方面提升的充电器、逆变器等零部件上应用效果会更突出，或将率先在车上搭载。“我们也是希望通过氮化镓，可以快速提高续航里程，提高充电体验，来加速整个电动汽车行业的发展。”上述人士补充到。

据了解，目前，行业内已有部分企业展开这方面的布局。今年3月，闻泰科技全资子公司安世半导体宣布与国内汽车行业龙头企业联合汽车电子有限公司（简称UAES）在氮化镓领域展开深度合作，旨在满足未来对新能源汽车电源系统不断提升的技术需求，并致力于推动GaN在汽车市场应用。

据悉，安世半导体GaN FET产品已与UAES在电动汽车的车载充电器、高压DC-DC直流转换器等项目中开展研发合作。

而近期在纳斯达克成功上市并取得超过3.2亿美元收益的纳微半导体也将在这方面投入更多。“车是我们接下来会大规模投入的一个领域。”查莹杰表示，“资金的用途一方面是优化我们的供应链，要确保供应链的弹性和成本的竞争优势。第二个就是扩展汽车领域。”

据透露，纳微半导体现在跟一个欧洲厂商合作，已经跟它进行下一代车载充电器的合作，这个项目的量产是在2025年，会进入欧洲一家非常知名的车厂里面。而车规级的认证预计在明年的四季度完成。

集微咨询分析师朱航欧表示，“新能源汽车无疑是第三代半导体电力电子器件市场的主要驱动力，也是不同技术路线（Si、SiC和GaN）的主要争夺市场。从技术上而言，GaN电力电子器件基于其成本优势，未来市场前景被业内人士看好。”（日新）

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