Jibang Consulting: By 2030, the global GaN power device market is expected to rise to $4.376 billion, with a compound annual growth rate as high as 49%

智通財經 APP 獲悉，集邦諮詢最新報告顯示，隨着英飛凌、德州儀器 (TXN.US) 對 GaN 技術傾注更多資源，功率 GaN 產業的發展將再次提速。2023 年全球 GaN 功率元件市場規模約 2.71 億美元，至 2030 年有望上升至 43.76 億美元，CAGR(複合年增長率) 高達 49%。其中非消費類應用比例預計會從 2023 年的 23% 上升至 2030 年的 48%，汽車、數據中心和電機驅動等場景為核心。

AI 應用普及，GaN 有望成為減熱增效的幕後英雄

AI 技術的演進，帶動算力需求持續攀升，CPU/GPU 的功耗問題日益顯著。為了應對更高端的 AI 運算，服務器電源的效能、功率密度必須進一步提高，GaN 已成為關鍵解決技術之一。台達為全球最大的服務器電源供應商，市佔率近 5 成。觀察其服務器電源的進階過程，功率密度在過去 10 年裏由 33.7W/in3 上升至 100.3W/in3，同時功率等級來到了 3.2kW 甚及 5.5kW，而下一代預計將達到 8 kW 以上。

集邦諮詢研究表明，2024 年 AI 服務器佔整體服務器出貨的比重預估將達 12.2%，較 2023 年提升約 3.4%，而一般型服務器出貨量年增率僅有 1.9%。

為了搶佔商機，英飛凌與納微半導體均在今年公佈了針對 AI 數據中心的技術路線圖。英飛凌表示，將液冷技術與 GaN 相結合，在較低結温下具有明顯的優勢，為數據中心提供了巨大的機會，可以最大程度地提高效率，滿足不斷增長的電力需求，並克服服務器發熱量不斷增加所帶來的挑戰。

電機驅動場景，GaN 高頻特性潛力凸顯

在機器人等電機驅動場景，GaN 的應用潛力逐漸浮現。相對工業機器人，人形機器人 (Humanoid Robot) 由於自由度 (Degrees of Freedom, DoF) 急劇上升，對電機驅動器的需求量大幅增加。人形機器人的關節模組承擔了主要的發力與制動任務，為了獲得更高的爆發力，需要配置高功率密度、高效率、高響應的電機驅動器，GaN 因此受到市場關注，特別是在腿部等負載較高的部位。

德州儀器、EPC(宜普電源轉換) 持續推動着 GaN 於電機驅動領域的應用，並不斷吸引新玩家進入。未來的機器人定會超乎想象，而精確、快速和強大的運動能力是其中之關鍵，驅動其運動所需的電機也勢必隨之進步，GaN 將因此受益。

GaN 為汽車功率電子提供新方案

相對於 SiC 在汽車產業的繁榮景象，GaN 汽車應用亦不斷吸引着業界關注，其中車載充電機 (OBC) 被視為最佳突破點。第一個符合汽車 AEC-Q101 標準的功率 GaN 產品在 2017 年由 Transphorm(現 Renesas-瑞薩電子) 發佈，截至目前，已有多家廠商推出豐富的汽車級產品。

整體而言，雖然 GaN 進入 Inverter、OBC 等動力系統組件還面臨着多個技術問題，但相信在英飛凌、瑞薩等汽車芯片大廠的持續投資推動下，GaN 不久就會成為汽車功率組件中的關鍵角色。

消費電子仍是 GaN 的主戰場

消費電子是功率 GaN 產業的主戰場，並由快速充電器迅速延伸至家電、智能手機等領域。

具體而言，GaN 已經在低功率的手機快速充電器中被大規模採用，下一步 GaN 將進入可靠性要求更為嚴格的筆電、家電電源。另外，其他藴藏潛力的消費場景包括 Class-D Audio、Smartphone OVP 等。

集邦諮詢認為，功率 GaN 產業正處於關鍵的突圍時刻，幾大潛力應用同步推動着產業規模加速成長。同時，為了進入更為複雜的大功率、高頻化場景，GaN 在可靠性基礎上有望引入新結構、新工藝，為產業發展注入新動能。另外，從產業發展進程來看，Fabless(無晶圓廠) 公司在過去一段時間裏表現較為活躍，但隨着產業不斷整合以及應用市場逐步打開，未來將看到傳統 IDM(集成器件製造) 大廠的話語權顯著上升，為產業格局的未來圖景帶來新的重大變數。