智慧芽《氮化鎵（GaN）技術(shù)洞察報(bào)告》：第三代半導(dǎo)體應(yīng)用廣泛 中國(guó)企業(yè)發(fā)力強(qiáng)勁

    本報(bào)見(jiàn)習(xí)記者 許偉

    12月28日，智慧芽旗下智慧芽創(chuàng)新研究中心最新發(fā)布《第三代半導(dǎo)體-氮化鎵（GaN）技術(shù)洞察報(bào)告》（下稱“報(bào)告”），從技術(shù)角度全面洞察分析了氮化鎵這一產(chǎn)業(yè)的誕生、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和未來(lái)突破。

    資料顯示，氮化鎵（GaN）主要是指一種由人工合成的半導(dǎo)體材料，是第三代半導(dǎo)體材料的典型代表，研制微電子器件、光電子器件的新型材料。氮化鎵應(yīng)用范圍廣泛，作為支撐“新基建”建設(shè)的關(guān)鍵核心器件，其下游應(yīng)用切中了“新基建”中5G基站、特高壓、新能源充電樁、城際高鐵等主要領(lǐng)域。此外，氮化鎵的高效電能轉(zhuǎn)換特性，能夠幫助實(shí)現(xiàn)光伏、風(fēng)電（電能生產(chǎn)），直流特高壓輸電（電能傳輸），新能源汽車(chē)、工業(yè)電源、機(jī)車(chē)牽引、消費(fèi)電源（電能使用）等領(lǐng)域的電能高效轉(zhuǎn)換，助力“碳達(dá)峰，碳中和”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

    智慧芽數(shù)據(jù)顯示，全球在氮化鎵產(chǎn)業(yè)已申請(qǐng)16萬(wàn)多件專(zhuān)利，有效專(zhuān)利6萬(wàn)多件。其中，保護(hù)類(lèi)型以發(fā)明專(zhuān)利為主，行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新度比較高。報(bào)告指出，該領(lǐng)域美日技術(shù)實(shí)力較強(qiáng)，中美日市場(chǎng)較熱。

    從氮化鎵領(lǐng)域全球技術(shù)布局來(lái)看，中國(guó)、美國(guó)和日本為氮化鎵技術(shù)熱點(diǎn)布局的市場(chǎng)。其中，美國(guó)和日本起步較早，起步于20世紀(jì)70年代初，而中國(guó)起步雖晚，但后起發(fā)力強(qiáng)勁。值得注意的是，目前全球的氮化鎵技術(shù)主要來(lái)源于日本。

    報(bào)告顯示，全球氮化鎵主要?jiǎng)?chuàng)新主體的龍頭主要集中于日本。氮化鎵產(chǎn)業(yè)國(guó)外重點(diǎn)企業(yè)包括日本住友、美國(guó)Cree、德國(guó)英飛凌、韓國(guó)LG、三星等，中國(guó)企業(yè)代表有晶元光電、三安光電、臺(tái)積電、華燦光電等。但目前中國(guó)企業(yè)和國(guó)外企業(yè)相比，專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量仍有一定差距。

    國(guó)內(nèi)方面，LED龍頭“三安光電”在氮化鎵領(lǐng)域有一定技術(shù)儲(chǔ)備。在氮化鎵領(lǐng)域，三安光電同樣集中于產(chǎn)業(yè)鏈中游——器件模組的研究2016年后，三安光電對(duì)可見(jiàn)光LED的專(zhuān)利申請(qǐng)量逐漸下降，并開(kāi)始增加對(duì)Micro/Mini LED、GaN基FET的專(zhuān)利申請(qǐng)。

    技術(shù)上看，氮化鎵的重點(diǎn)技術(shù)主要包括三大方面：GaN襯底技術(shù)、氮化鎵基FET器件技術(shù)、MicroLED顯示技術(shù)。

    報(bào)告顯示，全球GaN襯底技術(shù)共有13000多件專(zhuān)利，其中有效專(zhuān)利量4800多件，占比為35.2%。其中，審中專(zhuān)利占比較少，可見(jiàn)未來(lái)有效專(zhuān)利增長(zhǎng)空間較小。此外，日本和美國(guó)兩大市場(chǎng)分布的專(zhuān)利較多。

    整體上，氮化鎵基FET器件正在向多單元模塊化發(fā)展。報(bào)告顯示，在這一領(lǐng)域中，美國(guó)、日本和中國(guó)為GaN基FET器件熱點(diǎn)布局的市場(chǎng)，其中重點(diǎn)為美國(guó)市場(chǎng)。自2000年起，該技術(shù)領(lǐng)域開(kāi)始快速發(fā)展，且到2010年后，發(fā)展速度進(jìn)一步加快。頭部企業(yè)中，日本企業(yè)仍占據(jù)大多數(shù)，且美國(guó)Cree和英特爾也占有一定的優(yōu)勢(shì)。

    在Micro LED領(lǐng)域，巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)是該領(lǐng)域發(fā)展的重點(diǎn)。報(bào)告顯示，Micro/MiniLED技術(shù)在近5年處于高速發(fā)展期，中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)趨勢(shì)與全球總體一致，并且近5年的發(fā)展勢(shì)頭迅猛，全球領(lǐng)先。在這一技術(shù)的全球主要專(zhuān)利申請(qǐng)人中，F(xiàn)acebook和蘋(píng)果公司分別位列第一、第二，國(guó)內(nèi)企業(yè)如京東方、歌爾股份、三安光電等也都名列前茅。

（編輯 張明富）