隨著第四次全球工業(yè)革命推動電子及AI(人工智能)驅(qū)動應(yīng)用的快速增長,各行業(yè)對更高效、更經(jīng)濟的電力供應(yīng)設(shè)備的需求正在上升。傳統(tǒng)硅半導體器件因其固有限制而無法滿足該等應(yīng)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(yīng)用于各行各業(yè),有望在功率半導體行業(yè)的持續(xù)變革中發(fā)揮關(guān)鍵作用。而AI的強勢崛起,則為氮化鎵創(chuàng)造了新的增量市場。
作為氮化鎵功率半導體領(lǐng)域的龍頭企業(yè),英諾賽科登陸資本市場是公司發(fā)展的重要里程碑,也是中國半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)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(wù)器電源爭奪戰(zhàn)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(yè)務(wù),對上游算力支撐提出巨大需求,數(shù)據(jù)中心放量確定性極強。氮化鎵功率半導體主要用于數(shù)據(jù)中心的PSU電源供應(yīng)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(yōu)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(zhuǎn)換效率,降低系統(tǒng)成本,并實現(xiàn)更小的器件尺寸。
據(jù)了解,在人工智能及其他運算密集型應(yīng)用的推動下,GPU及CPU正朝著更大的電流、更強的動態(tài)回應(yīng)及更高的功率密度發(fā)展,進而產(chǎn)生更高的電力需求。高頻氮化鎵功率器件的應(yīng)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(wù)器電源能夠?qū)?shù)據(jù)中心服務(wù)器的輸出功率提高約50%,從而支持更高的算力需求,同時節(jié)省約30%的能源。
宜普電源轉(zhuǎn)換公司首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人Alex Lidow在接受專訪時表示:“AI數(shù)據(jù)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(zhuǎn)換為低電壓,中間要經(jīng)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(zhuǎn)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。”
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(yīng)用的強勁需求推動下,全球算力規(guī)模預(yù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)中心占全球電力需求的1.4%,預(yù)計到2028年將增至9.4%。氮化鎵功率半導體在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的應(yīng)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(yīng)用將成為優(yōu)化數(shù)據(jù)中心能源效率的關(guān)鍵技術(shù)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(yù)估2030年全球氮化鎵功率器件市場規(guī)模有望上升至43.76億美元。隨著AI技術(shù)的不斷演進和數(shù)據(jù)算力需求的持續(xù)增長,數(shù)據(jù)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(chǎn)品的性能要求也會越來越高。隨著氮化鎵產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展,以及AI生態(tài)的持續(xù)繁榮,氮化鎵和AI的交集也會越來越多。
這一產(chǎn)業(yè)趨勢為全球氮化鎵廠商帶來了前所未有的發(fā)展機遇,面對其廣闊的市場空間和巨大的增長潛力,業(yè)內(nèi)廠商紛紛摩拳擦掌,或提升研發(fā)實力,或加碼量產(chǎn)能力,激烈的行業(yè)競爭難以避免。
目前,氮化鎵功率器件廠商們關(guān)于AI服務(wù)器電源的爭奪戰(zhàn)已經(jīng)打響,英諾賽科等多個玩家已入局。
國內(nèi)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(shù)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(chǎn)能擴張
充足的產(chǎn)能和技術(shù)儲備,將為有備而來的氮化鎵企業(yè)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(chǎn)基地,產(chǎn)能為每月12500片晶圓,已為抓住蓬勃發(fā)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(xiàn)量產(chǎn)8英寸硅基氮化鎵晶圓的企業(yè),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(chǎn)技術(shù)能夠使每晶圓的晶粒產(chǎn)出數(shù)提升80%,單顆芯片成本降低30%。
作為IDM企業(yè),英諾賽科實現(xiàn)從設(shè)計、制造到測試的整個過程自主控制,這種全產(chǎn)業(yè)鏈模式使得公司能夠更加靈活地應(yīng)對市場變化,快速推出符合市場需求的新產(chǎn)品。目前公司擁有蘇州和珠海兩個生產(chǎn)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(shù)研發(fā)和產(chǎn)能擴充。
根據(jù)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(chǎn)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(fā)和擴大氮化鎵產(chǎn)品組合,進一步提高終端市場中氮化鎵產(chǎn)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(wǎng)絡(luò)、營運資金等。