新基建氮化镓，格局大变

随着智能汽车、数据中心和人形机器人产业井喷，GaN凭借高频高效特性，正在三大领域加速渗透。

但成本、可靠性与生态链断层仍是行业瓶颈。当前，国内氮化镓龙头英诺赛科是全球唯一8英寸GaN量产厂商，其IDM模式已经打通设计-制造-封测全链条，今年开始持续放量。

数据中心的电费账单、电动汽车的快速更迭、人形机器人的新关节，都是中国第三代半导体产业狂飙的缩影。当GaN成本降至硅的数倍，电动车、机器人、AI服务器将更快“GaN化”。

2020年2月，在晶圆代工领域称霸全球的台积电，罕见地发布新闻稿，宣布与国际功率半导体IDM大厂意法半导体携手合作开发氮化镓(GaN)制程技术。

长期以来，半导体材料都是由硅作为基材，但受限于硅的物理性质，且面对电路微型化的趋势，其不论是在制程或功能的匹配性上都已面临极限，越来越难符合芯片尺寸缩减、电路功能复杂、散热效率高等多元的性能要求。

加上更多高频率、高功率等电子应用出炉，更省电、更低运行成本、并能整合更多功能性的半导体元件开始成为各大半导体巨头关注的问题。

2024年1月，瑞萨宣布3.39亿美元收购Transphorm，正式进军氮化镓领域。

进入今年，智能汽车、数据中心、人形机器人等产业进入井喷期，愈发需要高质量的车规芯片、电源芯片和电机驱动产品作为基础设施。

氮化镓作为新兴的第三代半导体材料，开始走入质变新节点。

超越消费电子

今年上海的国际集成电路展览会暨研讨会（IIC），AI成为第一大主题，而高算力需求带来的功耗和能效问题则成为电源论坛的重要话题。

2025年3月，中国信通院预测，到2030年中国数据中心耗电量将达到4000亿千瓦时，占全社会用电量的比重将从当前的不足2%攀升至6%。若这些电力需求仍依赖化石能源，碳排放量将超过2亿吨，相当于北京市2024年全年碳排放总量的3倍。

快速发展和更加精细化的高精产业开始需要更为先进的电源解决方案来提供支持，氮化镓则在近几年开始大放异彩。

人工智能方面，目前，全球AI和超大规模计算数据中心的PSU有三种外形规格，包括通用冗余电源的CRPS185、CRPS265以及开放计算项目的OCP。三种规格电源高度和宽度尺寸相同，只有长度不同，其中，每个CRPS185电源尺寸都是固定的，长宽高分别为185毫米、73.5毫米、40毫米。

因此，在尺寸无法改变的情况下，AI服务器功率需求的增加就需要从提升功率密度入手，升级数据中心PSU成为重要突破口。

在硅基产品已到达物理性能极限的情况下，氮化镓器件的高开关频率特性使其更加适合高密度CRPS应用。

汽车领域，有三大应用是与电源相关的，即充电器、DC-DC转换器和牵引逆变器。

牵引逆变器是目前为止可以从GaN技术中受益最多的。因为使用GaN元件后，可以减轻汽车的重量，提高能效，让电动车能够行驶更远距离，同时可以使用更小的电池和冷却系统。

机器人等场景，动力核心是电机与电机驱动芯片，氮化镓技术导入电机驱动芯片后，为机器人驱动系统提供了更高的能效比、更优的热管理和更合理化的设计。

市场规模方面，根据TrendForce集邦咨询最新研究，在2025年各机器人大厂逐步实现量产的前提下，预估2027年全球人形机器人市场产值有望超越20亿美元，2024年至2027年间的市场规模年复合成长率将达154%，这是氮化镓异常庞大的应用空间。

三个关键：成本、可靠性与生态

实际上，碳化硅也能在800V以上的高压平台上较好运行，但局限性在于：要在碳化硅制造领域站稳脚跟，需要专用于碳化硅的昂贵设备——碳化硅晶圆的生长温度超过 2700℃，生长速度至少比硅慢 200 倍，而且需要消耗大量能源。

相应成本转嫁到产品价格上是一步不小的投入。

氮化镓的优势则在于，基本上可以使用与硅加工相同的设备，其中氮化镓外延晶片可以在其各自的基板上以 1000 至 1200℃ 的温度生长，还不到碳化硅的一半。

据了解，国产氮化镓龙头英诺赛科拥有全球量产8英寸硅基氮化镓的平台，相对于6英寸的平台，8英寸单片晶圆器件可以增加80%，单颗产品就具备30%的成本优势。

此外，不论是热效率、集成度还是功率密度，氮化镓都远胜硅MOSFET。

但尽管有诸多好处，能够量产氮化镓仍然存在壁垒，一个重要的问题在于设计链与供应链的断层。

如果想要垂直整合，就要从设计、制造、封测到销售一条龙包办，甚至自带晶圆厂、封装厂和测试厂，典型的如三星、英特尔、德州仪器等巨头厂商。

如此下来，花费不小，能不能赌对路线就成了关键，这是前几年诸多厂商选择路线的关键纠结点。

如果采用Fabless（无晶圆厂）模式，公司专注芯片设计，制造外包给Foundry，封测丢给OSAT，自己几乎只管画图纸和数钱，这种“轻模式”吸引了不少早期玩家。

但代价是高度依赖代工厂，后者产能一紧张，立马涨价断供，且自有技术突破较慢。

要面包还是要玫瑰，成了两难选择。

IDM已有破局案例

当前，国内产业链坚持IDM的厂商中，英诺赛科已经走过了漫长的投入期，近年来开始异军突起。

财报看，公司2024年销售收入8.29亿元，同比增长39.8%，同时受益于销售规模快速攀升，产能利用率继续提升，同时，截至2024年末，英诺赛科晶圆产能达1.3万片/月，2025年计划将产能扩充至2万片/月。

利润率方面，毛损率由2023年的-61.6%大幅缩减至2024年的-19.5%，提升42.1个百分点。全年交付晶片6.6亿颗，出货量增长态势明显。

IDM厂商本身是成本费用高企，企业往往在初期需要面对重资产的折旧摊销和固定运营费用压力，且要静待市场端收入的缓慢增长，英诺赛科本年度成本的迅速下降，也侧面证明了公司运营模式正在走入成熟期。 

另一边，公司是全球首家量产8英寸硅基氮化镓晶圆，量产能力为公司大量自主创新研发、新品应用验证提供了得天独厚的保障。

从公司专利数量来看，截至2024年末，公司拥有超过700项专利及专利申请，覆盖芯片设计、制造工艺、可靠性等方面，仅就专利数量而言，量产催生质变，制造能力让公司的技术研发实力跃居行业前列。

从今年的业绩表现看，随着消费电子领域的成功，英诺赛科已经将市场锋线深入数据中心、新能源汽车、人形机器人等前沿热门应用领域。

以最新推出的100V半桥氮化镓功率芯片ISG3201为例，其适用于48V功率系统、电动工具等高频高功率场景。VGaN系列产品INN040W048A属于全球首款双向导通氮化镓器件，能够应用于智能手机USB/无线充电端口。

当前，汽车、工业、机器人三大市场需求猛涨，价格已经超越了过去几年单纯比谁更低的阶段，更精细化的产品要求开始倒逼更可控、更稳定的供货源。

这对产能建设、技术研发都提出了更严格的标准，IDM的优势也相应更加凸显，预计从今年开始，进入成熟期的英诺赛科也将成为客户产品更新替代的重要周转站。

尾声

据珠海特区春节报道，英诺赛科2025年新年伊始便订单激增，为保障客户需求，英诺赛科春节不停工、不停产，保持高强度生产节奏。

数据中心的电费账单、电动汽车的快速更迭、人形机器人的新关节，都是中国第三代半导体产业狂飙的缩影。当GaN成本降至硅的数倍，电动车、机器人、AI服务器将更快“GaN化”。

重资产豪赌的回报正在兑现，万亿级市场爆发前，能否承住需求将很快决定各家的排位。