近日，氮化鎵廠商納微半導體宣佈，旗下650V元件產品在未來1到2年內將從現有供應商臺積電逐步轉由力積電代工。對此，臺積電表示，經過完整評估後，考量市場與長期業務策略，決定在未來2年內逐步退出氮化鎵業務。
臺積電剛公佈的2025年第二季度財報中雖未提及氮化鎵的內容，但提出公司將更關注AI和人型機器人等高增長的新興領域。此前，臺積電曾高調宣稱非常看好氮化鎵的發展前景，關注程度甚至高於碳化硅，如今卻突然宣佈退出，讓人始料未及，也讓市場產生了氮化鎵發展前景不佳的疑慮。
納微半導體的GaNFast氮化鎵功率芯片（圖片來源：納微半導體）
臺積電爲何“移情別戀”？
氮化鎵作爲寬禁帶半導體的“門面”之一。隨着技術的不斷升級，其性能被進一步開發，已經不再侷限於快充等消費電子市場，而是向新能源汽車、AI數據中心、可再生能源等熱門領域擴展。廣闊的市場前景成爲臺積電此前非常看好氮化鎵的關鍵因素。
臺積電研發資深處長段孝勤曾表示，臺積電在化合物半導體領域專注氮化鎵相關開發，歷經長期的發展氮化鎵已逐漸開始被市場接受，預計未來十年將有更多應用場景。臺積電在氮化鎵的五個主要應用場景包含數據中心、快充、太陽能電力轉換器、48V DC/DC以及電動車OBC/轉換器。
早在2020年，臺積電就宣佈，要與意法半導體合作加速氮化鎵製程的開發，並將分離式與整合式氮化鎵元件導入市場。通過此合作，意法半導體將採用臺積電公司的氮化鎵製程來生產其氮化鎵產品；臺積電還與納微半導體合作，納微半導體專有的氮化鎵工藝設計套件（PDK）就是基於臺積電的硅基氮化鎵平臺開發的；羅姆也將其650V耐壓產品全面委託臺積電代工生產。
納微半導體與臺積電的合作（圖片來源：納微半導體官網）
氮化鎵產能方面， 2023年，臺積電已佔據全球氮化鎵晶圓代工40%的市場份額，與德國X-Fab、中國臺灣漢磊形成“一超兩強”的格局，成爲硅基氮化鎵技術路線產業化的關鍵推動者。
在市場廣闊、訂單豐富、產能充足的情況下，很難想象臺積電會做出取消氮化鎵生產線的決策。臺積電作爲半導體行業的風向標之一，每做一個重大決定必然都是深思熟慮的，這次也給業界很多猜想。
從業務優先級和利潤角度來看，臺積電的氮化鎵代工業務投片量相對較小，其當前6英寸晶圓月產能僅3000~4000片，且頭部客戶如納微半導體佔據了大部分產能，對整體營收的貢獻有限，難以達到臺積電的利潤預期，因此被逐漸邊緣化並最終退出。相較之下，AI芯片領域的先進製程與封裝業務展現出了強大的利潤吸引力。在AI技術爆發的時代背景下，對高性能計算芯片的需求呈井噴式增長，英偉達等公司對先進製程芯片的大量訂單，使得臺積電在AI芯片製造和先進封裝業務上的營收佔比不斷提升。
臺積電在剛剛召開的季度法說會上表示，該季度其淨利潤同比大幅增長61%，營收環比增長17.8%，這一增長主要得益於N3、N5等先進製程技術的強勁拉動，預計2025年，公司以美元計算的銷售額將增長30%左右，如此樂觀的預期主要源於3納米和5納米技術需求的持續強勁，以及不斷擴張的高性能計算（HPC）平臺。特別是在AI領域，token數量的爆炸式增長意味着AI模型的使用和採納不斷增加，進而催生對更多計算能力的需求。
市場對AI芯片的強烈需求，也使得CoWoS封裝需求同樣呈現出強勁態勢，臺積電正積極擴建後端產能以提升CoWoS封裝的產量。摩根士丹利的數據顯示，臺積電CoWoS先進封裝產能將從2025年底的70k大幅提升至2026年的90~95k，增幅高達33%。
受益於AI需求的爆發式增長，臺積電先進封裝營收佔比預計將從2024年的8%一路飆升至2025年的10%以上。在如此誘人的利潤前景面前，臺積電將戰略重心向AI芯片等高回報領域傾斜，剝離相對低利潤的氮化鎵代工業務，成爲一種符合商業邏輯的必然戰略選擇。
從市場競爭角度來看，氮化鎵市場雖然前景廣闊，但競爭異常激烈。近年來，以中國IDM廠商英諾賽科爲代表的新勢力崛起，憑藉自有8英寸晶圓製造能力，在成本上佔據優勢，在全球消費電子市場發起了激烈的價格競爭。隨着越來越多企業的加入，市場利潤空間被不斷壓縮。
英諾賽科董事長駱薇薇認爲，氮化鎵晶圓並不適合代工模式，傳統的半導體功率器件結構相對簡單，並沒有太多代工需求，這種模式無法提供足夠的投資回報率（ROI），並且與客戶之間缺乏足夠的共享和合作。氮化鎵器件需要與設計、應用深度協同，通過IDM模式（垂直整合製造）直接對接市場，能夠更好地滿足市場需求，實現技術與市場的緊密結合。而臺積電作爲專業的晶圓代工廠商，其代工模式在氮化鎵產業中面臨着諸多挑戰，難以充分發揮其優勢。
在激烈的價格競爭環境下，整個氮化鎵代工行業逐漸陷入了 “增收不增利”的尷尬境地。臺積電雖然在技術上依然保持着領先地位，但高昂的生產成本使其在價格戰中處於劣勢，利潤空間被不斷壓縮。面對這種局面，臺積電若繼續在氮化鎵代工業務上堅守，可能會陷入利潤微薄、發展受限的困境。
氮化鎵廠商“大遷徙”
臺積電的“退場”，讓衆多依賴其代工的氮化鎵廠商陷入了窘境，但後者並沒有放慢繼續研發的腳步，並迅速尋找新代工廠。
納微半導體與力積電達成戰略合作協議（圖片來源：納微半導體官網）
納微半導體作爲氮化鎵功率芯片領域的重要企業，首當其衝受到影響。爲了確保自身業務的連續性和穩定性，納微半導體迅速宣佈與力積電達成了戰略合作協議。力積電在半導體制造領域擁有一定的技術實力和生產能力，其先進的180nm CMOS工藝能力，運用更小、更先進的工藝節點，從而在性能、能效、集成度以及成本方面實現全面優化。根據協議，力積電將爲納微半導體生產100V至650V的氮化鎵產品組合，以滿足48V基礎設施（包括超大型AI數據中心和電動汽車）對氮化鎵日益增長的需求。首批器件預計於2025年第四季度完成認證。其中，100V系列計劃於2026年上半年在力積電率先投產，而650V器件將在未來12~24個月內從臺積電逐步轉由力積電代工。這一合作對於納微半導體來說至關重要，不僅爲其提供了新的產能支持，也爲其未來的業務發展奠定了基礎。
意法半導體則是本身具備一定的IDM能力，擁有自己的芯片製造工廠。面對此次變局，意法半導體一方面可能會加大自身工廠在氮化鎵生產方面的投入，提升內部產能；另一方面，也不排除與其他外部代工合作伙伴建立新的合作關係，以確保產品供應的穩定性。有消息稱，意法半導體正在與亞洲地區新興的氮化鎵代工企業進行接觸和洽談，試圖開拓新的代工渠道。
羅姆半導體同樣在臺積電的氮化鎵代工客戶之列，面對臺積電的停產決定，羅姆半導體迅速組建了專項應對小組，評估多種解決方案。其中一個重要方向是加強與現有合作伙伴的深度協作，共同優化現有代工流程，提升產能效率。同時，羅姆半導體也在積極探索新的代工資源，在全球範圍內尋找技術成熟、產能穩定的氮化鎵代工廠商。
羅姆的650V耐壓氮化鎵產品
瑞薩等其他氮化鎵產品廠商紛紛與潛在的代工企業展開洽談，評估合作的可能性。在這個過程中，一些原本在氮化鎵代工領域的企業，因爲臺積電的退出而獲得了更多的關注和機會。這些企業開始加大在氮化鎵代工業務上的投入，提升自身的技術水平和生產能力，以滿足市場的需求。
與此同時，各大氮化鎵企業依舊看好氮化鎵的市場潛力，並未因爲臺積電的退場，而減速技術創新和減少產能。
納微近期在AI數據中心、電動車與太陽能市場接連取得多項進展，包括旗下氮化鎵與碳化硅技術投入研發，支撐NVIDIA 800V HVDC架構，應用於1兆瓦以上IT機櫃。太陽能能源解決方案提供商Enphase也已宣佈，其下一代IQ9產品將採用納微650V雙向GaNFast氮化鎵功率芯片。與此同時，納微的大功率GaNSafe技術也正逐步導入商用車車載充電器（OBC）應用領域。
瑞薩則發佈了了四代加強版（Gen IV Plus）的氮化鎵新品——基於SuperGaN平臺的三款全新高壓650V GaN FET TP65H030G4PRS、TP65H030G4PWS和TP65H030G4PQS。和其第四代產品相比，該系列產品不但提高了開關性能，還實現了30 mΩ的導通電阻(RDS(on))，同比降低14%。該器件的導通電阻輸出電容乘積品質因數(FOM)提升了20%。更小的芯片尺寸降低了系統成本並降低了輸出電容，從而提高了效率和功率密度。瑞薩希望這三款器件能爲全新800V高壓直流(HVDC)架構、電動汽車充電、UPS電池備用設備、電池儲能和太陽能逆變器等應用提供支持。
英諾賽科作爲氮化鎵領域的佼佼者，近日推出了4款基於700V SolidGaN平臺新品，採用TOLL，TOLT主流大功率器件封裝，兼容傳統控制器和驅動器應用生態，實現簡單易用。英諾賽科表示，ISG612x系列SolidGaN具備高開關頻率、高功率密度及高散熱能力，可實現氮化鎵在更高功率電源應用中的高效與穩定。
英飛凌科技股份公司也宣佈推出新型高壓分立器件系列CoolGaN650 V G5晶體管 ，該系列進一步豐富了英飛凌氮化鎵產品組合。新產品系列的適用範圍廣泛，包括USB-C適配器和充電器、照明、電視、數據中心、電信整流器等消費和工業開關電源（SMPS）、可再生能源，以及家用電器中的電機驅動器。
未來前景依然看好
從市場數據來看，氮化鎵市場規模依舊呈現出快速增長的趨勢。市調組織Yole表示，2028年，氮化鎵功率器件在新能源汽車中的市場規模將超過5.04億美元，年複合增長率將達到110%。其他包括信息通信、消費電子、能源、工業、航天等領域的年複合增長率將超過25%。英飛凌也特別看好氮化鎵，並預測，到2027年，氮化鎵芯片市場將以每年56%的速度增長。
氮化鎵的應用場景
在應用領域方面，氮化鎵的應用範圍也在不斷擴大。在消費電子領域，氮化鎵快充技術已經得到了廣泛應用。氮化鎵充電器憑藉其高頻高效、低導通電阻等優勢，實現了體積的大幅縮減，相比傳統充電器，體積可縮小約40%~60%，重量也更輕，方便攜帶，爲用戶帶來更流暢的使用體驗。越來越多的手機、筆記本電腦等設備開始採用氮化鎵充電器。Strategy Analytics的數據顯示，2023年全球氮化鎵充電器市場規模約爲12.5億美元，預計到2029年將飆升至45億美元，年複合增長率達到24.5%。以小米、OPPO、三星等爲代表的衆多品牌紛紛入局。
在新能源汽車領域，車載充電器、電機控制器等部件都有望採用氮化鎵技術，以提高能源轉換效率和系統性能。專家表示，未來，氮化鎵還有望在車載信息娛樂系統DC/DC轉換器、無刷直流汽車電機、自主導航光檢測和測距（激光雷達）以及48V輕混動力汽車等方面大顯身手，提升汽車的整體性能與智能化水平。
數據來源：yole
在數據中心領域，氮化鎵成爲提升能源轉換效率、降低能耗的關鍵力量。氮化鎵開關損耗和導通損耗較低，主要應用在服務器電源的PFC和高壓DC/DC部分。英飛凌關注可再生能源領域和AI數據中心等電氣化應用需求，公佈了新的AI數據中心電源路線圖；羅姆確立了150伏耐壓氮化鎵產品的量產體系，適用於基站、數據中心等工業設備和各種物聯網通信設備的電源電路；納微半導體宣佈與英偉達合作開發下一代800V高壓直流(HVDC)架構，爲包括Rubin Ultra在內的GPU提供支持的"Kyber"機架級系統供電，納微半導體的氮化鎵和碳化硅技術將在這一合作中發揮關鍵作用。
儘管臺積電的退出給氮化鎵產業帶來了一定的衝擊，但衆多氮化鎵產品廠商的積極行動以及市場的發展趨勢都表明，氮化鎵的未來依然充滿希望。在技術不斷進步、市場需求持續增長的背景下，氮化鎵有望在更多領域實現突破，成爲推動各行業發展的重要力量。
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