从2018年开始,多款基于氮化镓技术开发的快充充电器相继量产,氮化镓也正式开启了在消费类电源领域商用。
近日,氮化镓半导体材料被正式写入“十四五规划”中,这就意味着氮化镓产业将在未来的发展中获得国家层面的大力扶持,前景十分值得期待。
氮化镓(gallium nitride,GaN)属于第三代半导体材料,其运行速度比传统硅(Si)技术加快了二十倍,并且能够实现高出三倍的功率,用于尖端快速充电器产品时,可以实现远远超过现有产品的性能,在尺寸相同的情况下,输出功率提高了三倍。
氮化镓新技术应用领域广阔,覆盖5G通信、人工智能、自动驾驶、数据中心、快充等等,这其中快充市场发展最为迅猛,成为先进技术普惠大众的一个标杆应用,可谓是人人都能享受到新技术从实验室走向市场的便利;而快充出货量、需求量庞大,也反哺了氮化镓技术的不断迭代。快充与氮化镓,堪称天生一对。
凭借优秀的性能,两年来氮化镓技术在快充电源方面的发展一路突飞猛进,普及速度十分快,获得越来越来越多品牌客户和消费者的认可。而作为氮化镓快充的核心器件,GaN功率芯片也一直都是大家关注的焦点。
充电头网通过长期跟踪调研了解到,近两年时间里,业内GaN功率芯片供应商也从起初的一两家迅速增长至十余家。今天这篇文章就是带大家详细的了解一下当前快充领域的氮化镓功率芯片领域的主要玩家。
众多厂商入局氮化镓功率器件
面对日益增长的快充市场,全球范围内已有纳微、PI、英诺赛科、英飞凌、意法半导体、Texas Instruments、GaNsystems、艾科微、聚能创芯、东科半导体、氮矽 科技 、镓未来、量芯微、Transphorm、能华、芯冠 科技 等16家氮化镓功率芯片供应商。
值得一提的是,英诺赛科苏州第三代半导体基地在去年9月举行设备搬入仪式。这意味着英诺赛科苏州第三代半导体基地开始由厂房建设阶段进入量产准备阶段,标志着全球最大氮化镓工厂正式建设完成,同时也预示中国功率半导体步入一个崭新时代。
充电头网通过整理了解到,目前市面上合封氮化镓芯片可分为以下四种类型:
控制器+驱动器+GaN:这种方式以老牌电源芯片品牌PI为代表,其基于InSOP-24D封装,推出了十余款合封主控、氮化镓功率器件、同步整流控制器等的高集成氮化镓芯片,PowiGaN芯片获众多品牌青睐,成为了合封氮化镓快充芯片领域的领导者。
此外在本土供应商中,东科半导体率先推出两款合封氮化镓功率器件的主控芯片DKG045Q和DKG065Q, 对应的最大输出功率分别为45W和65W。这两款芯片在节约系统成本,加速产品上市方面均有着巨大的优势,并有望在2021年量产。
驱动器+GaN:这种合封的氮化镓功率芯片以纳微半导体为主要代表,其为业界首家推出内置驱动氮化镓功率芯片的厂商,凭借精简的外围设计,获得广大工程师及电源厂商青睐,在2020年底,达成芯片出货量突破1300万颗的好成绩。
驱动器+2*GaN:合封两颗氮化镓功率器件以及驱动器的双管半桥产品,其集成度较传统的氮化镓功率器件更高。这类产品应用于ACF架构,以及LLC架构的氮化镓快充产品中,可以实现更加精简的外围设计。目前纳微半导体、英飞凌、意法半导体等厂商在这类合封氮化镓芯片方面均有布局。
驱动器+保护+GaN:纳微半导体近期推出了新一代氮化镓功率芯片NV6128,集成GaN FET、驱动器和逻辑保护器件。将保护电路也加入氮化镓器件中,通过整合开关管和逻辑电路,可得到更低的寄生参数以及更短的响应时间。该芯片可以实现数字输入,功率输出高性能,电源工程师可基于此设计出更快更小更高速的电源。
氮化镓芯片品牌盘点
以下排名不分先后,仅按照品牌首字母排序,方便读者查阅。
ARK艾科微
艾科微电子专注于高功率密度整体方案开发, 并以解决高功率密度电源系统带来的痛点与瓶颈为使命, 核心团队具备超过 20 年专业经验于功率半导体产业, 我们透过不断的创新及前瞻的系统架构并深入结合功率器件及高效能封装, 来实现高品质、高效能与纯净的电源系统,以满足市场对未来的需求。
艾科微在AC/DC 快充方案上不仅推出原副边芯片, 另有自主的开发MOSFET功率器件。伴随各种应用上电子产品针对高功率密度之强烈需求,我们承诺持续投资、创新、研发并一同与我们的合作伙伴引领市场、开创未来。
Cohenius聚能创芯
青岛聚能创芯微电子有限公司成立于2018年7月,公司坐落于青岛国际创新园区,主要从事第三代半导体硅基氮化镓(GaN)的研发、设计、生产和销售,专注于为业界提供高性能、低成本的GaN功率器件产品和技术解决方案。
聚能创芯掌握业界领先的GaN功率器件与应用设计技术,致力于整合业界优势资源,打造GaN器件开发与应用生态系统,为PD快充、智能家电、云计算、5G通讯等提供国产化核心元器件支持。
背靠上市公司赛微电子(300456)与知名投资基金支持,聚能创芯建立了业界领先的管理和技术团队。在产品研发与量产过程中,始终坚持高品质与高可靠性的要求。在得到合作伙伴广泛认同的同时,逐步成为第三代半导体领域的国际知名企业。
在消费类电源领域,聚能创芯面向快充应用国产化GaN材料和器件技术解决方案,并基于现有的氮化镓功率器件推出全新65W、100W、120W氮化镓快充参考设计。
Corenergy能华
江苏能华微电子 科技 发展有限公司是由留美归国博士于2010年创建。团队汇集了众多海内外的专业人才,是一家专业设计、研发、生产、制造和销售高性能氮化镓外延、晶圆、器件及模块的高 科技 公司。
氮化镓(GaN)是新一代复合半导体的代表,江苏能华已建立了GaN功率器件生产线。项目计划总投资50个亿,分期投资。预计第一期投资超10个亿。公司于2017年搬入张家港国家再制造产业园,新厂房占地3万平方,拥有万级、千级以及百级的无尘车间,并配备有先进的生产设备以及专业的技术人员。
DANXI氮矽 科技
成都氮矽 科技 有限公司是一家专注于第三代半导体氮化镓功率器件与IC研发的 科技 型公司,专注于氮化镓功率器件及其驱动芯片的设计研发、销售及方案提供,公司两位创始人均拥有超过5年的氮化镓领域相关研发经验。
氮矽 科技 于2020年3月发布国内首款氮化镓超高速驱动器DX1001,同年4月推出国内多款量产级别的650V氮化镓功率芯片DX6515/6510/6508,搭配该公司的驱动芯片,进军PD快充行业。
值得一提的是,氮矽 科技 还推出了业内最小尺寸、最强散热能力的650V/160mΩ氮化镓晶体管,引领氮化镓产业革命。基于现有的氮化镓功率器件,氮矽 科技 推出4套国产GaN快充参考设计,丰富快充电源工程师的产品选型需求。
DONGKE东科
安徽省东科半导体有限公司于2009年成立,总部位于安徽省马鞍山市,主要从事开关电源芯片、同步整流芯片、BUCK电路电源芯片等产品研发、生产和销售;并成立深圳及无锡全资子公司和印度公司,负责全球市场销售及技术支持。
东科半导体在北京、青岛、无锡、深圳多地成立研发中心,多名海归博士主持研发 探索 ,在安徽马鞍山拥有2万平方米的封装车间和品质实验室,拥有DIP-8/SOP-8/SM-7/SM-10/TO-220等多种产品封装能力;在东科半导体总部成立的马鞍山集成电路国家实验室,具备对芯片进行开封、失效分析、中测、划片、高低温测试等多种分析能力,为公司产品品质和供货提供可靠保障。
针对快充领域的应用,东科半导体推出了业界首颗合封氮化镓功率器件的电源芯片,成为了国产氮化镓快充发展史上的里程碑。
GaN system氮化镓系统公司
GaN Systems于2008年成立于加拿大首都渥太华,创始人是前北电的资深功率半导体专家。公司专注于增强型氮化镓功率器件的开发,提供高性能、高可靠性的增强型硅基GaN HEMT功率器件。
GaN Systems拥有专利的GaN芯片设计,GaNPx 芯片级封装技术和市场上最全的650V和 100V产品系列,涵盖了从小功率消费电子到几十kW以上工业级电源应用。
GaN Systems采用无晶圆厂模式,与世界级代工厂和供应链合作。产品自2014年开始量产以来,在全球范围服务超过2000家客户。在中日韩和北美及欧洲设有销售分公司和应用支持。据了解,目前GaN Systems的氮化镓功率芯片已经进入飞利浦快充供应链。
GaNext镓未来
珠海镓未来 科技 有限公司成立于2020年10月,公司致力于第三代半导体GaN-on-Si器件技术创新和领先。通过高起点、强队伍等,实现GaN技术的国产化,推动GaN器件的技术的*,并且通过电源系统的创新设计,实现能源的绿色、高效利用。
公司创始团队由3位资深GaN-on-Si技术/产业专家构成,以深港微电子学院于洪宇教授和美国知名氮化镓公司研发VP领衔,前华为GaN产业共同创始人加盟,构建了完整的技术、制造、市场的铁三角,厚积薄发。通过成熟领先的产品,推动GaN技术国产化,依托中国巨大电源应用市场和国家第三代半导体产业政策的支持,向氮化镓产业顶峰进军,助力国家第三代半导体产业目标的突破。
GaNPower量芯微
苏州量芯微半导体有限公司是加拿大GaNPower International Inc.在中国注册成立的公司。GaNPower于2015年在加拿大成立,总部位于加拿大温哥华市。GaNPower是全球氮化镓功率器件行业的知名公司,目前产品主要为涵盖不同电流等级及封装形式的增强型氮化镓功率器件及氮化镓基电力电子先进应用解决方案。
苏州量芯微半导体公于2019年荣获苏州工业园区第十三届金鸡湖 科技 领军人才称号;《氮化镓功率器件及相关产业化应用》被列为政府重点扶持项目。公司的氮化镓功率器件产品荣获行业权威大奖:2020年ASPENCORE中国IC设计成就奖之年度功率器件奖。公司目前拥有40项美国和中国的专利及申请。
据悉,量芯微半导体已经推出650V氮化镓功率器件,适用于45W-300W快充。
Innoscience英诺赛科
英诺赛科 科技 有限公司成立于2015年12月,国家级高新技术企业,致力于研发和生产8英寸硅基氮化镓功率器件与射频器件;英诺赛科是全球最大的氮化镓功率器件IDM 企业之一, 拥有氮化镓领域经验最丰富的团队、先进的8英寸机台设备、加上系统的研发品控分析能力,造就英诺赛科氮化镓产品一流品质和性能的市场竞争优势。
自从2017年建立全球首条8英寸增强型硅基氮化镓功率器件量产线以来, 目前英诺赛科已经发布和销售多款650V以下的氮化镓功率器件,产品的各项性能指标均达到国际先进水平,能广泛应用于多个新兴领域, 如快充、5G 通信、人工智能、自动驾驶、数据中心等等。
目前,英诺赛科已经建成了全球最大的氮化镓工厂,在USB PD氮化镓快充市场,英诺赛科650V高压氮化镓功率器件已经在努比亚、魅族、MOMAX、ROCK等众多知名品牌产品中得到应用,并在近期推出第二代InnoGaN产品,性能较上一代有显著提升。
此外,英诺赛科还推出了多款低压GaN功率器件,适用于同步整流、DC-DC电压转换以及激光雷达等领域。在全球市场中,英诺赛科是少有具备氮化镓高压、低压全品类产品线的IDM芯片原厂。
infineon英飞凌
英飞凌 科技 股份公司是全球领先的半导体 科技 公司,我们让人们的生活更加便利、安全和环保。英飞凌的微电子产品和解决方案将带您通往美好的未来。2020财年(截止9月30日),公司的销售额达85亿欧元,在全球范围内拥有约46,700名员工。2020年4月,英飞凌正式完成了对赛普拉斯半导体公司的收购,成功跻身全球十大半导体制造商之一。
英飞凌电源与传感系统事业部提供应用广泛的电源、连接、射频(RF)及传感技术,让充电设备、电动工具、照明系统在变得更小、更轻便的同时,还能提升能效。新一代的硅基/宽禁带半导体解决方案(碳化硅/氮化镓)将为5G、大数据及可再生能源应用,带来前所未有的突出性能和可靠性。
高精度XENSIV 传感器解决方案为物联网设备赋予了人类的感官功能,让这些设备能够感知周遭的环境,并做出“本能”反应。音频放大器产品扩充了电源与传感系统事业部的产品线,让智能音箱及其它音频应用设备能够提供卓越的音质体验。
Navitas纳微
纳微半导体是全球领先氮化镓功率IC公司,成立于2014年,总部位于爱尔兰,拥有一支强大且不断壮大的功率半导体行业专家团队,在材料、器件、应用、系统、设计和市场营销方面,拥有行业领先的丰富经验,公司创始者拥有320多项专利。
GaNFast功率IC将GaN功率(FET)与驱动,控制和保护集成在一起,可为移动、消费电子、企业、电动交通和新能源市场提供更快的充电,更高的功率密度和更强大的节能效果。纳微在GaN器件、芯片设计、封装、应用和系统的所有方面已发布和正在申请的专利超过120项,已完成生产并成功交付了超过1300万颗GaNFast氮化镓功率IC,产品质量和出货量全球领先。
近期,纳微半导体也推出了最新一代氮化镓功率芯片NV6128,内置驱动和保护功能,适用于大功率快充产品。凭借优异的产品性能,纳微半导体已经成为小米、OPPO、联想、戴尔、LG等众多知名品牌的氮化镓芯片供应商,基于GaNFast芯片开发的产品多达百余款。
PI
Power Integrations 是一家专注于高压电源管理及控制领域的高性能电子元器件及电源方案的供应商,总部位于美国硅谷。
PI所推出的集成电路和二极管为包括移动设备、家电、智能电表、LED灯以及工业应用的众多电子产品设计出小巧紧凑的高能效AC-DC电源。SCALE 门极驱动器可提高大功率应用的效率、可靠性和成本效益,其应用领域包括工业电机、太阳能和风能系统、电动 汽车 和高压直流输电等。
自1998年问世以来,Power Integrations的EcoSmart 节能技术已节省了数十亿美元的能耗,避免了数以百万吨的碳排放。由于产品对环境保护的作用,Power Integrations的股票已被归入到由Cleantech Group LLC及Clean Edge赞助的环保技术股票指数下。
充电头网拆解了解到,PI的氮化镓芯片已被小米、OPPO、ANKER、绿联、belkin等多个品牌的快充产品采用。此外,PI还推出了全新的MinE-CAP IC,用于快充充电器时,体积可缩小40%。
ST意法半导体
意法半导体(STMicroelectronicsST)是全球领先的半导体公司,提供与日常生活息息相关的智能的、高能效的产品及解决方案。意法半导体的产品无处不在,致力于与客户共同努力实现智能驾驶、智能工厂、智慧城市和智能家居,以及下一代移动和物联网产品。享受 科技 、享受生活,意法半导体主张 科技 引领智能生活(life.augmented)的理念。意法半导体2018年净收入96.6亿美元,在全球拥有10万余客户。
目前,ST意法半导体推出了一款GaN半桥器件,内置驱动器和两颗氮化镓,并基于该芯片推出了一套推出65W氮化镓快充参考设计。
Texas Instruments德州仪器
德州仪器 (Texas Instruments)是全球领先的半导体公司,致力于设计、制造、测试和销售模拟和嵌入式处理芯片。数十年来,TI一直在不断取得进展,推出的80000多种产品可帮助约100000名客户高效地管理电源、准确地感应和传输数据并在其设计中提供核心控制或处理,从而打入工业、 汽车 、个人电子产品、通信设备和企业系统等市场。
2020年11月10日,德州仪器推出了650V和600V两款氮化镓功率器件,进一步丰富拓展了其高压电源管理产品线。与现有解决方案相比,新的GaN FET系列采用快速切换的2.2 MHz集成栅极驱动器,可帮助工程师提供两倍的功率密度和高达99%的效率,并将电源磁性器件的尺寸减少59%。
Transphorm
Transphorm公司致力于设计、制造和销售用于高压电源转换应用的高性能、高可靠性的氮化镓(GaN)半导体功率器件。Transphorm持有数量极为庞大的知识产权组合,在全球已获准和等待审批的专利超过1000多项 ,是业界率先生产经JEDEC和AEC-Q101认证的GaN FET的IDM企业之一。
得益于垂直整合的业务模式,Transphorm公司能够在产品和技术开发的每一个阶段进行创新——包括设计、制造、器件和应用支持。充电头网拆解了解到,此前ROMOSS推出的一款65W氮化镓充电器内置的正式Transphorm公司的GaN器件。
XINGUAN芯冠 科技
大连芯冠 科技 有限公司是全球领先的第三代半导体氮化镓外延及器件制造商,致力于硅基氮化镓外延与功率器件的研发、设计、生产和推广,拥有先进的外延材料与功率器件生产线,提供650V全规格的功率器件产品,电源功率的应用覆盖几十瓦到几千瓦范围。广泛应用于消费类电子(快充、大功率适配器等)、工业电子与 汽车 电子等领域。
芯冠氮化镓功率器件的特点是兼容标准MOS驱动,应用设计简单;抗击穿电压高达1500V以上,使用安心。
充电头网总结
从三年前GaN技术开始在消费类电源领域商用,到如今市售GaN快充已经多达数百款,市场发展速度可谓是突飞猛进。这一方面是借助各大手机、笔电厂商陆续入局的产生的品牌影效应,另一方面也离不开氮化镓快充生态的日趋完善。
就充电头网本次不完全统计,已经布局快充市场的氮化镓芯片供应商已经多达16家,方案多达数百款;并且涵盖了多样化的封装方式,完全可以满足当前快充电源市场对核心器件的选型需求。
相信随着国家十四五规划对氮化镓产业的大力扶持,入局氮化镓功率芯片的厂商数量将越来越多。不仅产品类型将会的得到进一步完善,更重要的是当氮化镓产业呈现规模化发展后,电源厂商开发氮化镓快充的成本将会得到优化;而氮化镓功率芯片也将成为越来越多高性能快充电源产品的首选。
三代半导体——氮化镓氮化镓(GaN),是由氮和镓组成的一种半导体材料,因为其禁带宽度大于2.2eV,又被称为宽禁带半导体材料,在国内也称为第三代半导体材料。
氮化镓和其他半导体材料对比
上图中我们可以看到,氮化镓比硅禁带宽度大3倍,击穿场强高10倍,饱和电子迁移速度大3倍,热导率高2倍。这些性能提升带来一些的优势就是氮化镓比硅更适合做大功率高频的功率器件,同时体积还更小,功率密度还更大。
氮化镓的优异特性
就如这次小米的快充一样,使得小米65W氮化镓充电器的尺寸仅为56.3mm x 30.8mm x 30.8mm,体积比小米笔记本标配的65W适配器还减小了约48%,约为苹果61W快充充电器的三分之一。
为什么氮化镓快充头可以这么小巧?功率还这么大?
这就是得益于氮化镓材料本身优异的性能,使得做出来的氮化镓比传统硅基IGBT/MOSFET 等芯片面积更小,同时由于更耐高压,大电流,氮化镓芯片功率密度更大,因此功率密度/面积远超硅基,此外由于使用氮化镓芯片后还减少了周边的其他元件的使用,电容,电感,线圈等被动件比硅基方案少的多,进一步缩小的体积,所以本次看到的氮化镓快充头,不仅体积小巧,但是还能提供更强大的功率输出。
传统硅基功率器件和氮化镓MOS对比
除了快充,氮化镓还有其他什么重要应用?
氮化镓材料,目前有三个比较重要的方向,分别是光电领域,包括我们现在常见的LED,以及激光雷达和VCSEL传感器;功率领域,各类电子电力器件应用在快充头,变频器,新能源汽车,消费电子等电子电力转换场景;射频领域,包括5G基站,军事雷达,低轨卫星,航天航空等领域。
为什么氮化镓快充电头这么贵?
本次快充头中除了PD协议成本,其他硬件材料电容电感线圈电源管理IC等之外,相当一部分的成本来自于氮化镓MOS功率芯片。
制造氮化镓MOS的原材料就是氮化镓单晶片,目前单晶2英寸就高达2万多元一片。商业方案中较多的使用硅基氮化镓外延片,但是价格也非常高昂,8英寸的硅基氮化镓也超过1万的售价,而且产能不足,很难买到。硅基氮化镓是同面积的硅片的30多倍。
所以说过于昂贵的原材料导致了氮化镓芯片非常昂贵,最终传到到终端产品就看到高出普通充电头数倍的价格。
氮化镓材料为什么如此昂贵?
氮化镓是自然界没有的物质,完全要靠人工合成。氮化镓没有液态,因此不能使用单晶硅生产工艺的传统直拉法拉出单晶,纯靠气体反应合成。由于反应时间长,速度慢,反应副产物多,设备要求苛刻,技术异常复杂,产能极低,导致氮化镓单晶材料极其难得,因此2英寸售价便高达2万多。商业场景中,更多使用氮化镓异质外延片。
什么叫氮化镓异质外延片?
在氮化镓单晶衬底上长氮化镓外延层我们称为同质外延,在其他衬底材料上长氮化镓我们称为异质外延片。
目前包括蓝宝石,碳化硅,硅等是氮化镓外延片主流的异质衬底材料。
其中蓝宝石基氮化镓外延片只能用来做LED;硅基氮化镓可以做功率器件和小功率的射频;碳化硅基本氮化镓可以制造大功率LED、功率器件和大功率射频芯片。
本次小米发售的快充头,就是硅基氮化镓做的功率器件的一个典型应用场景。
为什么同是外延片,应用差异这么大?
氮化镓外延片的用来制造器件有很多具体的指标,包括晶格缺陷、径向偏差、电阻率、掺杂水平、表面粗糙度、翘曲度等,在不同的衬底材料长的外延层晶体质量差别较大。
其中氮化镓和3C碳化硅,有着非常接近的晶格体系,两者适配度非常高,超过95%,因此碳化硅衬底上长氮化镓外延,外延层质量非常好,可以用来做高端产品,包括大射频功率、大功率器件、大功率LED、激光雷达等。
硅和氮化镓晶体适配度非常低,不到83%,因此硅上无法直接长外延层。需要长多道缓冲层来过渡,因此外延层质量水平就比碳化硅基差不少,因此硅基氮化镓只能用来做小功率射频,中小功率器件。
蓝宝石基氮化镓,因为衬底材料的问题,无法应用到射频和功率领域,只能用作普通的LED灯。
虽然都是氮化镓外延片,但是由于衬底材料的不同,外延层晶体质量差异较大,应用也不尽相同。
蓝宝石片最便宜,硅基次之,碳化硅较贵,氮化镓最贵。
日前,华为旗下哈勃投资入股山东天岳的消息,以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料再次走入大众视野,引起业界重点关注。
事实上,随着半导体技术不断进步,对半导体器件性能、效率、小型化要求的越来越高,传统硅半导体材料逐渐无法满足性能需求,碳化硅、氮化镓等第三代半导体材料凭借着优异的性能,早已成为当前世界各国竞相布局的焦点,我国在加速发展集成电路产业的同时,把发展第三代半导体技术列入国家战略。
如今5G时代到来,将推动半导体材料实现革命性变化。其中,氮化镓器件以高性能特点广泛应用于通信、国防等领域,其市场需求有望在5G时代迎来爆发式增长。风口来临,我国目前有哪些企业在布局?下面将从衬底、外延片、制造及IDM几大分类盘点国内氮化镓主要企业。
GaN衬底企业
东莞市中稼半导体 科技 有限公司
东莞市中镓半导体 科技 有限公司成立于2009年1月,总部设于广东东莞,总注册资本为1.3亿元人民币,总部设立厂房办公区等共17000多平方米,并在北京有大型研发中心,为中国国内一家专业生产氮化镓衬底材料的企业。
官网显示,中镓半导体已建成国内首家专业的氮化镓衬底材料生产线,制备出厚度达1100微米的自支撑GaN衬底,并能够稳定生产。2018年2月,中镓半导体实现4英寸GaN自支撑衬底的试量产。
东莞市中晶半导体 科技 有限公司
东莞市中晶半导体 科技 有限公司成立于2010年,是广东光大企业集团在半导体领域继中镓半导体、中图半导体后布局的第三个重点产业化项目。
中晶半导体主要以HVPE设备等系列精密半导体设备制造技术为支撑,以GaN衬底为基础,重点发展Mini/MicroLED外延、芯片技术,并向新型显示模组方向延展;同时,中晶半导体将以GaN衬底材料技术为基础,孵化VCSEL、电力电子器件、化合物半导体射频器件、车灯封装模组、激光器封装模组等国际前沿技术,并进行全球产业布局。
苏州纳维 科技 有限公司
苏州纳维 科技 有限公司成立于2007年,致力于氮化镓单晶衬底的研发与产业化,实现了2英寸氮化镓单晶衬底的生产、完成了4英寸产品的工程化技术开发、突破了6英寸的关键技术,现在是国际上少数几家能够批量提供2英寸氮化镓单晶产品的单位之一。
据官网介绍,目前纳维 科技 GaN单晶衬底产品已提供给300余家客户使用,正在提升产能向企业应用市场发展,重点突破方向是蓝绿光半导体激光器、高功率电力电子器件、高可靠性高功率微波器件等重大领域。
镓特半导体 科技 (上海)有限公司
镓特半导体 科技 (上海)有限公司成立于2015年4月,主要从事大尺寸的高质量、低成本氮化镓衬底的生长,以推动诸多半导体企业能够以合理价来购买并使用氮化镓衬底。镓特半导体已自主研发出HVPE设备,并用以生长高质量的氮化镓衬底。
官网显示,借助自主研发的HVPE设备,镓特半导体已成功生长出4英寸的自支撑氮化镓衬底。镓特半导体表示,未来几年内将建成全球最大的氮化镓衬底生长基地,以此进一步推广氮化镓衬底在半导体材料市场上的广泛应用,并将依托自支撑GaN衬底进行中下游的高端LED、电力电子及其他器件的研发和制造。
GaN外延片企业
苏州晶湛半导体有限公司
苏州晶湛半导体有限公司成立于2012年3月,致力于氮化镓(GaN)外延材料的研发和产业化。2013年8月,晶湛半导体开始在苏州纳米城建设GaN外延材料生产线,可年产150mm氮化镓外延片2万片;2014年底,晶湛半导体发布其商品化8英寸硅基氮化镓外延片产品。
官网介绍称,截至目前,晶湛半导体已完成B轮融资用于扩大生产规模,其150mm的GaN-on-Si外延片的月产能达1万片。晶湛半导体现已拥有全球超过150家的著名半导体公司、研究院所客户。
聚能晶源(青岛)半导体材料有限公司
聚能晶源(青岛)半导体材料有限公司成立于2018年6月,专注于电力电子应用的外延材料增长。针对外延材料市场,聚能晶源正在开发硅基氮化镓材料生长技术并销售硅基氮化镓外延材料作为产品。
2018年12月,聚能晶源成功研制了达到全球业界领先水平的8英寸硅基氮化镓(GaN-on-Si)外延晶圆。该型外延晶圆在实现了650V/700V高耐压能力的同时,保持了外延材料的高晶体质量、高均匀性与高可靠性,可以完全满足产业界中高压功率电子器件的应用需求。
北京世纪金光半导体有限公司
北京世纪金光半导体有限公司成立于2010年12月,经过多年发展,世纪金光已成为集半导体单晶材料、外延、器件、模块的研发、设计、生产与销售于一体的、贯通第三代半导体全产业链的企业。
在碳化硅领域,世纪金光已实现碳化硅全产业链贯通,氮化镓方面,官网显示其目前则以氮化镓基外延片为主。
聚力成半导体(重庆)有限公司
聚力成半导体(重庆)有限公司成立于2018年9月,是重庆捷舜 科技 有限公司在大足区设立的公司。2018年9月,重庆大足区政府与重庆捷舜 科技 有限公司签约,拟在重庆建设“聚力成外延片和芯片产线项目”。
2018年11月,聚力成半导体(重庆)有限公司举行奠基仪式,项目正式开工。该项目占地500亩,计划投资50亿元,将在大足高新区建设集氮化镓外延片、氮化镓芯片的研发与生产、封装测试、产品设计应用为一体的全产业链基地。2019年6月5日,该项目一期厂房正式启用,预计将于今年10月开始外延片的量产。
GaN制造企业
成都海威华芯 科技 有限公司
成都海威华芯 科技 有限公司成立于2010年,是国内首家提供6英寸砷化镓/氮化镓微波集成电路的纯晶圆代工企业。据了解,海威华芯由海特高新和央企中电科29所合资组建,2015年1月,海特高新以5.55亿元收购海威华芯原股东股权,并以增资的方式取得海威华芯52.91%的股权成为其控股股东,从而涉足高端化合物半导体集成电路芯片研制领域。
海威华芯6英寸第二代/第三代半导体集成电路芯片生产线已于2016年8月投入试生产。官网显示,海威华芯已开发了5G中频段小于6GHz的基站用氮化镓代工工艺、手机用砷化镓代工工艺,发布了毫米波频段用0.15um砷化镓工艺。砷化镓VCSEL激光器工艺、电力电子用硅基氮化镓制造工艺在2019年也取得了较大的进展。
厦门市三安集成电路有限公司
厦门市三安集成电路有限公司成立于2014年,是LED芯片制造公司三安光电下属子公司,基于氮化镓和砷化镓技术经营业务,是一家专门从事化合物半导体制造的代工厂,服务于射频、毫米波、功率电子和光学市场,具备衬底材料、外延生长以及芯片制造的产业整合能力。
三安集成项目总规划用地281 亩,总投资额30亿元,规划产能为30万片/年GaAs高速半导体外延片、30万片/年GaAs高速半导体芯片、6万片/年GaN高功率半导体外延片、6万片/年GaN高功率半导体芯片。官网显示,三安集成在微波射频领域已建成专业化、规模化的4英寸、6英寸化合物晶圆制造产线,在电子电路领域已推出高可靠性、高功率密度的SiC功率二极管及硅基氮化镓功率器件。
华润微电子有限公司
华润微电子有限公司是华润集团旗下负责微电子业务投资、发展和经营管理的企业,亦是中国本土具有重要影响力的综合性微电子企业,其聚焦于模拟与功率半导体等领域,业务包括集成电路设计、掩模制造、晶圆制造、封装测试及分立器件,目前拥有6-8英寸晶圆生产线5条、封装生产线2条、掩模生产线1条、设计公司3家,为国内拥有完整半导体产业链的企业。
2017年12月,华润微电子完成对中航(重庆)微电子有限公司(后更名为“华润微电子(重庆)有限公司”)的收购,重庆华润微电子采用8英寸0.18微米工艺技术进行芯片生产,并在主生产线外建有独立的MEMS和化合物半导体工艺线,具备氮化镓功率器件规模化生产制造能力。
杭州士兰微电子股份有限公司
杭州士兰微电子股份有限公司成立于成立于1997年,专业从事集成电路芯片设计以及半导体相关产品制造,2001年开始在杭州建了第一条5英寸芯片生产线,现已成为国内集成电路芯片设计与制造一体(IDM)企业。
近年来,士兰微逐步布局第三代化合物功率半导体。2017年,士兰微打通一条6英寸的硅基氮化镓功率器件中试线。2018年10月,士兰微厦门12英寸芯片生产线暨先进化合物半导体生产线开工,其中4/6英寸兼容先进化合物半导体器件生产线总投资50亿元,定位为第三代功率半导体、光通讯器件、高端LED芯片等。
GaN IDM企业
苏州能讯高能半导体公司
苏州能讯高能半导体有限公司成立于2011年,致力于宽禁带半导体氮化镓电子器件技术与产业化,为5G移动通讯、宽频带通信等射频微波领域和工业控制、电源、电动 汽车 等电力电子领域等两大领域提供高效率的半导体产品与服务。
能讯半导体采用整合设计与制造(IDM)的模式,自主开发了氮化镓材料生长、芯片设计、晶圆工艺、封装测试、可靠性与应用电路技术,目前公司拥有专利256项。该公司在江苏建有一座氮化镓(GaN)电子器件工厂,厂区占地55亩,累计投资10亿元。
江苏能华微电子 科技 发展有限公司
江苏能华微电子 科技 发展有限公司成立于2010年6月,是由国家千人计划专家朱廷刚博士领衔的、由留美留澳留日归国团队创办的一家专业设计、研发、生产、制造和销售以氮化镓为代表的复合半导体高性能晶圆、以及用其做成的功率器件、芯片和模块的高 科技 公司。
能华微电子先后承担了国家电子信息产业振兴和技术改造专项的大功率GaN功率电子器件及其材料的产业化项目、国家重点研发计划战略性先进电子材料重点专项的GaN基新型电力电子器件关键技术项目等。2017年,能华微电子建成8英寸氮化镓芯片生产线并正式启用。
英诺赛科(珠海) 科技 有限公司
英诺赛科(珠海) 科技 有限公司成立于2015年12月,该公司采用IDM 全产业链模式,致力于打造一个集研发、设计、外延生长、芯片制造、测试与失效分析为一体的第三代半导体生产平台。2017年11月,英诺赛科的8英寸硅基氮化镓生产线通线投产,成为国内首条实现量产的8英寸硅基氮化镓生产线,主要产品包括30V-650V氮化镓功率与5G射频器件。
2018年6月,总投资60亿元的英诺赛科苏州半导体芯片项目开工,今年8月30日项目主厂房封顶,预计12月底生产设备正式进厂,2020年可实现规模化量产。该项目聚焦在氮化镓和碳化硅等核心产品,将打造将成为集研发、设计、外延生产、芯片制造、分装测试等于一体的第三代半导体全产业链研发生产平台。
大连芯冠 科技 有限公司
大连芯冠 科技 有限公司成立于2016年3月,该公司采用整合设计与制造(IDM)的商业模式,主要从事第三代半导体硅基氮化镓外延材料及电力电子器件的研发、设计、生产和销售,产品应用于电源管理、太阳能逆变器、电动 汽车 及工业马达驱动等领域。
官网介绍称,芯冠 科技 已建成首条6英寸硅基氮化镓外延及功率器件晶圆生产线。2019年3月,芯冠 科技 在国内率先推出符合产业化标准的650伏硅基氮化镓功率器件产品(通过1000小时HTRB可靠性测试),并正式投放市场。
江苏华功半导体有限公司
江苏华功半导体有限公司成立于2016年5月,注册资本为2亿元人民币,一期投入10亿元人民币。官网介绍称,目前公司已全面掌握大尺寸Si衬底高电导、高耐压、高稳定性的GaN外延技术并掌握具有自主知识产权的增强型功率电子器件制造技术。
根据官网显示,华功半导体可提供2英寸、4英寸、6英寸及8英寸GaN-on-Si功率电子器件用外延片产品,并基于华功自有知识产权的GaN-on-Si外延技术设计和制造,提供650V/5A-60A系列化高速功率器件。
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集邦咨询(TrendForce)是一家横跨存储、集成电路与半导体、光电显示、LED、新能源、智能终端、5G与通讯网络、 汽车 电子和人工智能等领域的全球高 科技 产业研究机构。公司在行业研究、政府产业发展规划、项目评估与可行性分析、企业咨询与战略规划、媒体营销等方面积累了多年的丰富经验,是政企客户在高 科技 领域进行产业分析、规划评估、顾问咨询、品牌宣传的最佳合作伙伴。
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