隨著第四次全球工業革命推動電子及AI(人工智能)驅動應用的快速增長,各行業對更高效、更經濟的電力供應設備的需求正在上升。傳統硅半導體器件因其固有限制而無法滿足該等應用的需求。
作為最新一代半導體材料,氮化鎵半導體器件近年來已廣泛應用于各行各業,有望在功率半導體行業的持續變革中發揮關鍵作用。而AI的強勢崛起,則為氮化鎵創造了新的增量市場。
作為氮化鎵功率半導體領域的龍頭企業,英諾賽科登陸資本市場是公司發展的重要里程碑,也是中國半導體產業發展的一個亮點。隨著英諾賽科成功登陸港股,將有望進一步提升其在全球氮化鎵市場的地位,并在圍繞氮化鎵功率器件的AI服務器電源爭奪戰中占得先機。
AI算力催生新需求
2023年,伴隨ChatGPT風靡全球,AIGC加速推動其下游業務,對上游算力支撐提出巨大需求,數據中心放量確定性極強。氮化鎵功率半導體主要用于數據中心的PSU電源供應單元。
與硅基其他半導體材料相比,氮化鎵具有高頻、電子遷移率高、輻射抗性強、導通電阻低、無反向恢復損耗等顯著優勢。氮化鎵功率半導體芯片能夠有效降低能量損耗,提升能源轉換效率,降低系統成本,并實現更小的器件尺寸。
據了解,在人工智能及其他運算密集型應用的推動下,GPU及CPU正朝著更大的電流、更強的動態回應及更高的功率密度發展,進而產生更高的電力需求。高頻氮化鎵功率器件的應用可以有效地減少電感器的體積,為GPU周邊騰出空間,從而滿足高功率需求。此外,具有更高切換速度和更低能量損耗的氮化鎵服務器電源能夠將數據中心服務器的輸出功率提高約50%,從而支持更高的算力需求,同時節省約30%的能源。
宜普電源轉換公司首席執行官兼聯合創始人Alex Lidow在接受專訪時表示:“AI數據中心所消耗的能源逐月增加。為AI處理器供電,需要將輸入的高電壓轉換為低電壓,中間要經過多個階段,把電壓從大約220伏一直降到0.5伏。碳化硅通常用于高電壓場景。AI處理器供電第一階段的電壓轉換,即從220伏到48伏,既用到了碳化硅器件,也用到了氮化鎵器件。之后,將電壓從48伏降至0.5伏這個階段,完全可以由氮化鎵完成?!?/p>
氮化鎵廠商紛紛入局
在人工智能、云計算、加密貨幣等終端應用的強勁需求推動下,全球算力規模預計將從2023年的1494.9EFlops增長至2028年的18282.3EFlops,復合年增長率為65%。
數據中心消耗大量能源,增長迅速,占全球電力需求的份額逐年增加。2023年,全球數據中心占全球電力需求的1.4%,預計到2028年將增至9.4%。氮化鎵功率半導體在數據中心領域的應用包括電源裝置和中間總線變換器(IBC),主要滿足對更高效、更緊湊的電源解決方案的需求。氮化鎵功率半導體的應用將成為優化數據中心能源效率的關鍵技術之一。
Trend Force集邦咨詢最新的《2024全球GaN Power Device市場分析報告》顯示,預估2030年全球氮化鎵功率器件市場規模有望上升至43.76億美元。隨著AI技術的不斷演進和數據算力需求的持續增長,數據中心的能源效率和功率密度要求會越來越嚴苛,對各大廠商氮化鎵功率器件產品的性能要求也會越來越高。隨著氮化鎵產業的進一步發展,以及AI生態的持續繁榮,氮化鎵和AI的交集也會越來越多。
這一產業趨勢為全球氮化鎵廠商帶來了前所未有的發展機遇,面對其廣闊的市場空間和巨大的增長潛力,業內廠商紛紛摩拳擦掌,或提升研發實力,或加碼量產能力,激烈的行業競爭難以避免。
目前,氮化鎵功率器件廠商們關于AI服務器電源的爭奪戰已經打響,英諾賽科等多個玩家已入局。
國內廠商方面,面對海外巨頭的圍追堵截,英諾賽科跨越重重阻礙,打破技術封鎖,從2017年成立,英諾賽科快速成長為氮化鎵市場份額第一。2023年,以折算氮化鎵分立器件出貨量計,英諾賽科在全球氮化鎵功率半導體公司中市場份額排名第一,市占率高達42.4%。
上市融資加速產能擴張
充足的產能和技術儲備,將為有備而來的氮化鎵企業在人工智能浪潮中搶占先機。
截至2024年6月30日,英諾賽科擁有全球最大的氮化鎵功率半導體生產基地,產能為每月12500片晶圓,已為抓住蓬勃發展的功率半導體市場的機遇做好充分準備。英諾賽科是全球首家實現量產8英寸硅基氮化鎵晶圓的企業,蘇州的制造工廠是全球最大8英寸硅基氮化鎵晶圓制造廠。與6英寸硅基氮化鎵晶圓相比,英諾賽科8英寸硅基氮化鎵晶圓量產技術能夠使每晶圓的晶粒產出數提升80%,單顆芯片成本降低30%。
作為IDM企業,英諾賽科實現從設計、制造到測試的整個過程自主控制,這種全產業鏈模式使得公司能夠更加靈活地應對市場變化,快速推出符合市場需求的新產品。目前公司擁有蘇州和珠海兩個生產基地,截至2024年6月30日,以折算氮化鎵分立器件計,公司氮化鎵分立器件累計出貨量超過8.5億顆。
隨著英諾賽科順利登陸港股,對接資本市場,將有望借助資本市場的力量,進一步加速其全球擴張計劃、技術研發和產能擴充。
根據募資計劃,英諾賽科擬將60%的募資資金用于擴大8英寸氮化鎵晶圓產能,計劃從截至2024年6月30日的每月12500片晶圓增加至未來五年的每月70000片晶圓;另外20%的募資資金將用于研發和擴大氮化鎵產品組合,進一步提高終端市場中氮化鎵產品的滲透率。剩余資金則分別投入約10%用于擴大全球分銷網絡、營運資金等。