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

    本報見習(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)洞察報告》（下稱“報告”），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、工業(yè)電源、機(jī)車牽引、消費電源（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)實現(xiàn)。

    智慧芽數(shù)據(jù)顯示，全球在氮化鎵產(chǎn)業(yè)已申請16萬多件專利，有效專利6萬多件。其中，保護(hù)類型以發(fā)明專利為主，行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新度比較高。報告指出，該領(lǐng)域美日技術(shù)實力較強(qiáng)，中美日市場較熱。

    從氮化鎵領(lǐng)域全球技術(shù)布局來看，中國、美國和日本為氮化鎵技術(shù)熱點布局的市場。其中，美國和日本起步較早，起步于20世紀(jì)70年代初，而中國起步雖晚，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)主要來源于日本。

    報告顯示，全球氮化鎵主要創(chuàng)新主體的龍頭主要集中于日本。氮化鎵產(chǎn)業(yè)國外重點企業(yè)包括日本住友、美國Cree、德國英飛凌、韓國LG、三星等，中國企業(yè)代表有晶元光電、三安光電、臺積電、華燦光電等。但目前中國企業(yè)和國外企業(yè)相比，專利申請數(shù)量仍有一定差距。

    國內(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，三安光電對可見光LED的專利申請量逐漸下降，并開始增加對Micro/Mini LED、GaN基FET的專利申請。

    技術(shù)上看，氮化鎵的重點技術(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)。

    報告顯示，全球GaN襯底技術(shù)共有13000多件專利，其中有效專利量4800多件，占比為35.2%。其中，審中專利占比較少，可見未來有效專利增長空間較小。此外，日本和美國兩大市場分布的專利較多。

    整體上，氮化鎵基FET器件正在向多單元模塊化發(fā)展。報告顯示，在這一領(lǐng)域中，美國、日本和中國為GaN基FET器件熱點布局的市場，其中重點為美國市場。自2000年起，該技術(shù)領(lǐng)域開始快速發(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Cree和英特爾也占有一定的優(yōu)勢。

    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。報告顯示，Micro/MiniLED技術(shù)在近5年處于高速發(fā)展期，中國專利申請趨勢與全球總體一致，并且近5年的發(fā)展勢頭迅猛，全球領(lǐng)先。在這一技術(shù)的全球主要專利申請人中，F(xiàn)acebook和蘋果公司分別位列第一、第二，國內(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）