【化合物及功率半导体要闻简报】SiC进入高功率转换新周期,GaN专利战重塑全球竞争边界

半导体产业研究 2026-07-13 18:05
【化合物及功率半导体要闻简报】SiC进入高功率转换新周期,GaN专利战重塑全球竞争边界图1


统计周期:202676—2026712

本周化合物及功率半导体产业的核心变化,不是单一材料路线的突破,而是宽禁带功率器件正在进入更复杂的竞争阶段:一边是AI数据中心、兆瓦级充电、储能、电网和高功率工业电源继续拉动SiCGaN需求;另一边是价格压力、产能过剩、专利诉讼和区域市场准入,正在改变企业之间的竞争边界。

从全球市场看,英飞凌继续强化SiC系统方案能力,并向兆瓦级充电、储能和数据中心直流微电网等高功率应用渗透;WolfspeedNavitas之间的专利诉讼,以及英飞凌与英诺赛科之间的GaN专利争端,说明宽禁带半导体已经进入技术、专利、客户和区域市场多维竞争阶段。Yole Group本周发布的判断也非常直接:功率电子产业仍在增长,但行业重心正在从单纯扩产转向成本优化、盈利能力和长期竞争定位。

从中国市场看,SiCGaN的应用场景正在明显扩展。AI数据中心800VDC供电架构、固态变压器、储能和大功率充电,正在推动SiC/GaN从新能源汽车主线外溢到算力基础设施和电网侧。行家说三代半近期报道显示,中国已有多个800VDC数据中心与SST项目进入试点或投运阶段,相关供电架构变化正在提升SiC/GaNAIDC数据中心电源链条中的战略地位。

一句话概括:本周化合物及功率半导体的主线,是SiC继续向高功率系统场景扩张,GaN则在AI电源、射频通信和专利战中重塑竞争格局。

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1  AI、电网与高功率场景驱动SiC/GaN价值链升级

一、本周最值得关注的三件事

第一,SiC正在从车端走向兆瓦级充电、储能与数据中心直流微电网。英飞凌本周宣布向Advantics供应1200V CoolSiC MOSFET及配套双通道EiceDRIVER栅极驱动器,用于Advantics新一代液冷功率变换器。该方案面向重型车辆和船舶的兆瓦级充电系统、储能系统以及数据中心直流微电网,采用100kW模块化构建块,可扩展到兆瓦级,支持最高1500V宽电压范围和双向运行,峰值效率可达98.5%。这说明SiC正在从新能源汽车主驱逆变器,进一步进入更高功率、更高可靠性要求的能源基础设施场景。

第二,GaN专利战继续升温,市场准入风险成为产业变量。76日,慕尼黑地方法院再次在英飞凌与英诺赛科的GaN专利纠纷中作出有利于英飞凌的裁决,禁止英诺赛科在德国进口、销售和营销相关侵权产品,并要求其向英飞凌支付损害赔偿。77日,美国国际贸易委员会在总统审查期结束后维持此前裁定,确认英诺赛科侵犯英飞凌GaN技术专利,并对相关产品实施进口和销售禁令。GaN竞争已经不只是器件性能和成本竞争,也成为专利组合与区域市场准入的竞争。

第三,超宽禁带材料进入更早期产业准备阶段。78日,PVA TePlaFraunhofer IISB宣布建立AlN联合实验室,计划以工业支持方式实现2英寸单晶AlN衬底的小批量生产,用于研发和产业化过渡。AlN被视为下一代高性能电子、光子、射频和极端环境电子的重要超宽禁带材料。76日,UCSB团队关于β-Ga₂O₃异质结构绝缘缓冲层的进展也显示,Ga₂O₃虽然仍处较早期阶段,但围绕外延界面、漏电、击穿和快速开关性能的工艺问题正在被持续攻克。

二、全球市场:功率电子进入增长仍在,但竞争更难的新阶段

本周Yole Group关于功率电子产业的判断非常值得重视。其最新报告认为,全球功率电子产业在经历电气化和可再生能源驱动的快速扩张后,正在进入一个由产能过剩、价格压力、地缘政治和竞争加剧共同塑造的新阶段。Yole预计功率器件市场仍将在2025年至2031年保持7.1%的年复合增长率,并在2031年达到413亿美元,但行业优先级已经从单纯扩产转向盈利能力、成本优化和长期市场定位。

这对SiCGaN企业非常关键。过去几年,市场更关注谁扩产快、谁拿到车企订单、谁进入800V平台。但现在,随着新能源汽车增速阶段性放缓、SiC衬底价格下行、部分环节产能释放,企业竞争将更考验成本、良率、可靠性、客户认证和系统级方案能力。

英飞凌、STonsemiROHMWolfspeed等国际龙头仍然掌握大量车规客户、模块封装、可靠性验证和系统方案能力。中国企业则在衬底、器件、模块和本土客户导入上加速追赶。Yole也特别提到,中国企业正在SiC晶圆、功率器件和工业功率模块等环节扩大影响力,竞争压力正在从中国本土市场外溢到全球市场。

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2  全球化合物与功率半导体竞争格局

三、SiC:高功率系统应用成为新增长主线

SiC本周最重要的信号,是高功率系统应用正在成为新的增长主线。新能源汽车仍然是SiC的重要基本盘。800V电动车平台、主驱逆变器、车载充电机、DC-DC和高压快充仍将推动SiC器件导入。但SiC的新增量已经不只来自乘用车,而是正在进入兆瓦级充电、重卡与船舶电动化、储能变流器、固态变压器和数据中心直流微电网。

英飞凌与Advantics的合作正是这种变化的代表。Advantics的液冷功率转换平台采用100kW模块化单元,可扩展至兆瓦级,目标应用包括重型运输、船舶、储能和电网连接系统。对SiC器件厂商而言,这类应用的价值在于单机功率高、可靠性要求高、系统验证周期长,一旦进入客户平台,后续黏性通常较强。

中国市场也在出现类似趋势。行家说三代半近期报道,美团/秦淮数据SST直流供电项目投运,意味着800VDC数据中心供电架构离产业化更近;其《2026 AIDC数据中心与SiC/GaN技术应用报告》提到,中国已公开的800VDC数据中心项目约有10个,涉及中国联通、腾讯、世纪互联等企业。另有报道显示,2SST企业落地试点,并已合作联通、南网等AIDC项目,说明固态变压器和高压直流供电正在成为SiC/GaN新的系统级落地场景。

四、GaN:专利战之外,AI电源与射频生态继续推进

GaN本周的主线有两条:一条是专利战,另一条是应用升级。专利战方面,英飞凌与英诺赛科的全球诉讼继续发酵。德国法院和美国ITC本周连续出现有利于英飞凌的进展,使GaN行业再次意识到:专利组合已经成为功率GaN商业化的关键门槛。对于下游客户而言,导入GaN器件时需要评估的不只是导通电阻、开关损耗和成本,也包括产品是否存在跨区域销售和长期供货风险。

应用端方面,GaN仍在从消费快充向AI服务器电源、工业电源和射频通信扩张。此前Keysight与稳懋半导体合作推出GaN MMIC设计流程,将稳懋NP 120P GaN工艺PDK接入Keysight ADS设计验证环境,目标是降低5G基站、Wi-Fi接入点、卫星载荷和防务雷达等高频组件设计风险。这说明GaN不仅是功率器件材料,也是射频、卫星通信和高频前端的重要工艺平台。

对中国企业而言,英诺赛科在GaN功率器件规模量产方面具备较强存在感,但国际专利争端会影响其海外市场节奏;三安集成、稳懋等企业则更多参与GaN RFGaAs和化合物半导体代工生态。未来GaN竞争将更强调器件 驱动 封装 拓扑 + EMI + 专利的综合能力。

五、其他化合物半导体:AlNGa₂O₃InP进入长期观察窗口

SiCGaN外,本周AlNGa₂O₃也值得关注。PVA TePlaFraunhofer IISB建立AlN联合实验室,是欧洲在超宽禁带材料领域的一个重要布局。AlN具备超宽禁带、高热导率和极端环境适应潜力,可用于下一代光子、功率、高频和极端环境电子。该合作的意义不在于短期大规模商业化,而在于欧洲希望通过2英寸AlN衬底的小批量生产,为未来材料和器件生态提供更稳定的研发供应。

Ga₂O₃方面,UCSB团队提出通过MOCVD生长绝缘缓冲层,以补偿β-Ga₂O₃衬底与同质外延层界面处的非有意硅峰。该硅峰会造成低迁移率电子通道、提高夹断电压、增加亚阈值摆幅、导致漏电并可能提前击穿。通过缓冲层工艺处理界面问题,有助于改善未来Ga₂O₃垂直和横向FET性能。

InPGaAs方面,本周Riber获得法国3SP Technologies的生产订单,用于工业钝化平台,帮助3SP扩大980nm高功率激光二极管产能。这类激光器主要面向下一代光通信、数据中心互连和工业应用,显示AI和数据中心网络升级正在从逻辑芯片外溢到光电器件与化合物半导体装备。

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3  技术与应用驱动化合物半导体升级

六、中国市场:国产化从材料与器件扩展到设备、检测和应用

中国化合物及功率半导体产业的国产化正在从材料和器件向设备、检测、模块和应用场景延伸。

行家说三代半近期报道,澈芯科技自主研发的12英寸SiC晶圆缺陷检测设备Thea C520完成出厂发货,启运至北方某SiC衬底头部客户。该设备采用点激光螺旋扫描架构,将暗场、明场、坡度、相位、光致发光等检测机制集成于单一光学平台,用于透明SiC衬底缺陷检测。该事件说明,中国SiC产业国产化不仅发生在衬底和器件端,也正在向检测设备等关键支撑环节延伸。

同时,SST800VDC数据中心、AIDC供电架构正在给中国SiC/GaN企业创造新应用入口。过去国产SiC企业更集中在新能源汽车、光伏、储能和工业场景;现在,随着AI数据中心电源架构升级,SiCGaN可能进入服务器电源、固态变压器、直流母线、BBU和高压配电等环节。

从公司层面看,天岳先进、天科合达、同光股份、百识电子等仍是SiC衬底和材料端的重要观察对象;三安集成、芯联集成、积塔半导体、华虹半导体等代表特色工艺与化合物/功率半导体制造平台;时代电气、比亚迪半导体、斯达半导、基本半导体、长飞先进、宏微科技、新洁能、扬杰科技、士兰微、华润微等则在器件、模块和系统客户导入中扮演不同角色。本周没有所有公司都出现重大公开事件,但产业逻辑已经从单一车端增量转向车端 电网 储能 + AI数据中心的多场景拉动。

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4  中国化合物与功率半导体国产化路径

七、应用市场:新能源汽车、电网、AI数据中心形成三重拉动

新能源汽车仍然是SiC最大应用市场之一,但增长节奏正在更加分化。800V平台、高压快充和高端车型仍会推动SiC导入,但随着市场竞争加剧,车端客户对成本和可靠性的要求也更高。SiC企业未来需要在低缺陷衬底、高良率外延、车规可靠性和模块封装方面形成长期优势。

智能电网和储能正在成为SiC的重要增量市场。固态变压器、储能变流器、光伏逆变器、直流微电网和高压直流系统都需要高效率、高耐压和高可靠的功率器件。相比车端,电网和储能更看重长寿命、系统效率和安全性,因此对器件可靠性和模块热管理提出更高要求。

AI数据中心则是本周最有战略意义的新变量。AI机柜功率快速提升,使传统低压配电方案面临效率、线缆、散热和空间压力。800VDC48V中间母线、SST和更高效率的服务器电源方案正在成为新方向。SiC更适合高压、高功率转换,GaN更适合高频、高功率密度的中低压转换,两者都将成为算力基础设施电源升级的重要选项。

1:本周要闻概览

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2:重要技术进展或新产品发布

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3:竞争格局快照

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八、结论:本周三大产业趋势

第一,SiC正在从车端器件走向高功率系统平台。英飞凌与Advantics的合作说明,SiC正在进入兆瓦级充电、储能、数据中心直流微电网等系统场景。对投资者而言,未来不能只看新能源汽车SiC渗透率,也要关注高功率工业、电网和数据中心电源链条。对研发团队而言,重点将从单颗MOSFET参数扩展到模块、驱动、热管理和系统效率。

第二,GaN商业化进入专利和市场准入竞争阶段。本周德国法院和美国ITC关于英飞凌与英诺赛科的裁定,再次说明GaN竞争不仅拼性能、成本和量产规模,也拼专利组合和区域市场准入。对业务决策者而言,导入GaN器件时需要同时评估技术、供货、知识产权和跨境销售风险。

第三,中国宽禁带国产化正在从器件扩展到设备、检测和应用场景。SiC缺陷检测设备交付、SST800VDC数据中心项目推进,说明国产化不再只是衬底或功率器件本身,而是向检测设备、系统方案、数据中心供电和智能电网场景延伸。未来中国企业真正的竞争力,将来自材料外延器件模块设备应用的协同能力。

九、后续重点关注方向

一是英飞凌、STonsemiROHMWolfspeed等国际SiC厂商在高功率系统和车规平台中的客户导入;

二是英诺赛科与英飞凌、WolfspeedNavitas等专利争端对GaN/SiC产品全球销售的影响;

三是中国800VDC数据中心、SST、储能和电网项目对SiC/GaN器件的实际采购放量;

四是天岳先进、天科合达、同光股份、百识电子等SiC材料企业的大尺寸衬底良率和客户认证进展;

五是AlNGa₂O₃等超宽禁带材料从实验室走向小批量验证的节奏。

总体来看,本周化合物及功率半导体产业的核心判断是:宽禁带半导体正在进入系统级竞争阶段。SiCGaN的长期价值不只来自材料性能,而来自成本、良率、专利、封装、驱动、热管理和应用场景共同构成的产业协同能力。

资料来源

主要参考来源包括:Compound Semiconductor、行家说三代半、Yole Group及相关公司公告/技术资料。

【化合物及功率半导体要闻简报】SiC进入高功率转换新周期,GaN专利战重塑全球竞争边界图9
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