氮化镓（GaN）功率器件正加速拓展至人工智能数据中心、机器人、电动汽车、可再生能源等多个行业，同时还切入数字医疗、量子计算等新兴领域，这一趋势推动氮化镓市场从今年到 2030 年实现显著增长。
尤其在数据中心市场，采用新型拓扑结构的氮化镓电源相比硅基电源，能实现更高的效率和功率密度，功耗损耗最多可降低 30%，助力打造更高效、更紧凑的数据中心架构。应用于人形机器人的氮化镓电机驱动器，体积可缩小 40%，还能提升精细动作的控制精度。
英飞凌氮化镓业务线高级副总裁兼总经理约翰内斯・朔伊斯沃尔博士在接受《欧洲电子工程新闻网》采访时表示：“目前市场上 650 伏氮化镓产品的选择并不多，我们正着手研发相关产品，计划今年晚些时候推出车用氮化镓器件。而在 100 伏中压领域，市场上已有不少适用于 LED 照明、音频设备的氮化镓产品，车用领域也有相关应用。”
市场增长态势
法国知名市场研究机构Yole集团（Yole Group）与集邦咨询（Trendforce）的分析师预测，到 2030 年氮化镓功率半导体市场规模将接近 30 亿美元，较 2025 年增长 400%。英飞凌表示，2025 年起多个行业开启氮化镓产品大规模量产，成为推动这一增长的核心动力。2025 至 2030 年，氮化镓功率器件市场的复合年增长率预计将达 44%；2026 年该市场营收预计为 9.2 亿美元，较 2025 年增长 58%。
英飞凌的高压双向开关（BDS）采用共漏极设计与双栅极结构，融合栅极注入晶体管（GIT）常关型高电子迁移率晶体管（HEMT）技术，摒弃了肖特基二极管级联金属 – 氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的设计方案。这一架构可通过同一漂移区实现双向耐压，与传统的背靠背设计相比，芯片尺寸大幅缩小。以 CoolGaN 双向开关为例，其工作频率最高可达 1 兆赫兹，在相同封装尺寸下，能为太阳能逆变器提升 40% 的输出功率。
朔伊斯沃尔博士称：“在数据中心 800 伏转 48 伏中间总线转换器（IBC）领域，采用堆叠拓扑结构的 650 伏氮化镓器件，在功率密度和效率上表现最优，而效率正是该领域的关键指标。目前众多客户已开始采用这一方案，可见氮化镓在人工智能领域发挥着核心作用。此外，100 伏和 80 伏氮化镓器件被用于 48 伏转 12 伏的电源转换，储能备用电源也朝着‘同体积更高功率’的方向发展，氮化镓器件也已在这一领域落地应用。”
他还提到，在三相维也纳整流器的功率转换架构中，一颗 650 伏氮化镓双向开关可替代三颗成本更高的碳化硅 MOSFET，有效降低系统整体成本。
1200 伏氮化镓器件研发
英飞凌还在研发 1000 伏以上的高压氮化镓器件，主要面向太阳能逆变器和交通出行领域。
朔伊斯沃尔博士表示：“市场对 1200 伏高压氮化镓器件的需求持续攀升，我们正研究该技术的产业化落地路径，目前主要采用横向氮化镓技术路线。太阳能、充电适配器、辅助电源等多个市场均对该类器件展现出浓厚兴趣。”
300 毫米晶圆研发与量产
英飞凌于去年展出首款硅基氮化镓 300 毫米晶圆，目前正与设备制造商合作，优化大尺寸晶圆的生产工艺。
向 300 毫米晶圆转型，可借鉴硅基器件的大产能制造技术，通过规模效应降低成本，但这一进程受限于硅片氮化镓外延层的沉积设备。这类被称为 “反应炉” 的设备，原本为多片 150 毫米和 200 毫米晶圆的生产优化设计，一次仅能容纳一片 300 毫米晶圆。
朔伊斯沃尔博士称：“即便考虑到设备差异，我们仍能实现成本的两位数降幅，不过成本减半暂时无法实现。我们正与设备厂商合作优化设备，进一步降低单位芯片的生产成本。去年年底，我们已推出 100 伏氮化镓器件的样品，按计划将于今年年底或 2027 年初实现量产，首批量产的是 100 伏器件 —— 因其外延层更薄，更容易实现工艺量产。”
垂直氮化镓技术探索
垂直氮化镓器件是另一种降低成本的技术路径，即以垂直结构替代平面结构，但该技术目前仍面临诸多产业化挑战。
朔伊斯沃尔博士表示：“行业内对垂直氮化镓技术的探讨颇多，但该技术需要采用氮化镓单晶晶圆，而这类晶圆的尺寸更小，因此现阶段存在显著的成本劣势。我们正对该技术进行评估，目前来看硅基氮化镓仍是更优选择。未来几年我们会持续关注该技术的发展，垂直氮化镓技术更适用于 1000 伏以上的电压领域，而 650 至 800 伏电压区间，硅基氮化镓的优势更为明显。需要明确的是，我们目前并未开展垂直氮化镓的技术研发，仅进行相关仿真模拟并持续跟踪技术发展动向。”
此外，英飞凌还在探索将金刚石、蓝宝石以及人工衬底材料应用于氮化镓器件的研发与生产。
附：2024-2030 年氮化镓功率器件市场规模（百万美元）及终端市场占比（2030 年）
数据来源：Yole集团《2025 年功率氮化镓市场报告》（2025 年 10 月）
2024 年市场规模：3.55 亿美元
2030 年市场规模：29 亿美元
2024-2030 年复合年增长率：42%
2030 年各终端市场占比：电信与基础设施 52%、汽车与移动出行 19%、工业与能源 7%、工业领域 4%、国防与航空航天 3%、消费电子 13%、其他领域 2%
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