本文精編自：廣發證券《從小米10看產業趨勢：WiFi6及GaN快充》，方正證券《氮化镓（GaN）功率半導體開始起量》，海通證券《氮化镓：第三代半導體核心材料》
摘要：小米10發布，所帶的GaN（氮化镓）快速充電器引業內關注，氮化镓充電器憑借快速、小型化突出特性，有望成5G高功率解決方案。方正證券指出，隨著快充需求的刺激，GaN功率芯片功率半導體開始起量。
小米發布GaN快速充電器
2020年2月15日，小米10發布會上，正式發布了小米GaN充電器：最大輸出功率65W，體積是標配的一半大小，售價149元，由Navitas供應，台積電代工。
隨著人們對充電效率的要求逐步提高，手機充電出現了「快充」模式，即通過提高電壓來達到高電流高功率充電。全球首家采用GaN充電器的廠家是OPPO在19年11月發布RenoAce手機搭載的65W快充，在提升充電效率的同時減小體積。在今年的CES2020上，包括Anker在內的30家廠商推出了66款氮化镓快充產品。現在第二款小米緊接著推出氮化镓充電器，將把這個市場需求進一步擴大。未來如果蘋果也開始采用氮化镓的充電器，氮化镓充電器的滲透率會加速上升。
數據顯示，今天（2月17日）A股合計有21只氮化镓相關概念股喜迎大漲。
GaN為代表的第三代半導體進行時
當前製作充電頭的常見材料，主要是基於矽的半導體材料。若快充充電器依照常規設計，采用矽功率器件，就會出現體積大、攜帶便利性低的問題。氮化镓（GaN）是新一代半導體材料，采用氮化镓功率器件之後，可以通過升高開關頻率來減小變壓器的體積；並且還可憑借著氮化镓高效的特性，減小或者省略散熱片，從而讓大功率充電器的體積趨於小型化。
GaN屬於第三代半導體材料（又稱為寬禁帶半導體材料）。GaN的禁帶寬度、電子飽和遷移速度、擊穿場強和工作溫度遠遠大於Si和GaAs，具有作為電力電子器件和射頻器件的先天優勢。目前第三代半導體材料以SiC和GaN為主。相較於SiC，GaN材料的優勢主要是成本低，易於大規模產業化。盡管耐壓能力低於SiC器件，但優勢在於開關速度快。同時，GaN如果配合SiC襯底，器件可同時適用高功率和高頻率。
5G手機刺激快充需求，GaN功率芯片市場快速增長
根據市場研究機構IDC報告顯示，5G備貨潮已於2019年9月開始啟動，預計2020年安卓陣營5G手機將大規模上市，全球5G智能手機出貨量將達到1.235億部，占智能手機總出貨量的8.9%。
5G手機推出後將帶動氮化镓快充市場出現強勁增長，2019年非蘋果陣營的智能手機（華為、OPPO、VIVO、三星、小米等）已經全面搭載Type-C連接埠，支援全新的USB-PD有線快充技術。隨著GaN快充市場滲透率逐步提升，各廠家積極布局，根據Yole預測，2020-2023年GaN快充市場增速將達到55%，2023年GaN快充市場空間將達4.2億美元。
GaN產業鏈梳理
根據Yole報告，氮化镓產業鏈基本包括襯底、外延片、器件製造等環節。氮化镓、藍寶石、矽和碳化矽均可作為氮化镓外延襯底材料，目前碳化矽和氮化镓作為襯底仍然是需要突破的關鍵技術，其中矽基襯底主要供應商有德國Siltronic、日本Sumco、日本Shin-Etsu等企業，而日本的NTT-AT、比利時的EpiGaN和英國的IQE等則是矽基GaN外延片的主要供應商。
器件設計製造方面，初創型的公司比如EPC，Transphorm，GaNsystem和Navitas（小米10供應商）主要選擇fabless模式，代工廠有台積電，Episil。EPC宣布低壓晶圓級封裝產品價格和矽相同。
同時傳統的IDM公司比如德州儀器，英飛淩，意法半導體和鬆下等也參與競爭，比如英飛淩在2018年批量600VE-modeHEMT，意法半導體和CEALeti合作8寸的GaN-on-Si技術。
華西證券指出，GaN領域的投資機會將呈現由點到面，多領域相互促進的態勢。第一層，GaN充電器已經走進消費電子，將迎來快速爆發；第二層，疫情過後，國內市場5GSub-6GHz基站建設需求加速回補，美國市場5G毫米波建設如期推進，全球5G基站建設將刺激射頻GaN和電源GaN的應用普及；第三層，隨著GaN產品在消費電子滲透率提升和5G基建剛需的帶動下，成本下降，應用場景將進一步擴大到新能源汽車、激光雷達、數據中心等，從而刺激功率半導體市場繁榮。
編輯/jasonzeng