功率半导体成为下一轮科技竞争核心,不再是幕后角色
过去三年,全球半导体行业的关注焦点集中在 CPU、GPU 和 AI 大模型,但真正的“隐性硬件瓶颈”正在从算力转向电力——特别是在电动汽车、储能、电网和 AI 数据中心持续扩容之后。
行业正在经历关键转折:
以前是“缺芯”,现在是“缺电”。
以前比拼算力,现在比拼能效。
这就是为什么功率半导体,特别是高压 Gallium Nitride(GaN,氮化镓)与 Silicon Carbide(SiC,碳化硅),正在成为资本追逐的新赛道。
根据麦肯锡预测,全球功率半导体市场将在 2030 年突破 900 亿美元,增速远超传统消费电子芯片,而 GaN 和 SiC 将占据增长最快的两大板块。
安森美的战略动作:不是推出一颗器件,而是抢占技术路线制高点
安森美此次发布的 垂直 GaN(Vertical GaN / GaN-on-GaN) 并非市面常见的横向 GaN,而是彻底改变电流流动方式的新结构器件,首批样品已覆盖 700V 与 1200V,这意味着其商业落地不再局限于快充、电源适配器,而是直指 AI 算力电源、电动汽车主驱逆变器、储能、高压电网电子化设备等核心赛道。
为什么值得关注?因为这是第一家从实验室技术真正迈向商业交付的垂直 GaN 厂商。
如果横向 GaN 属于“消费电子时代的升级”,那么垂直 GaN 则是“能源基础设施时代的武器”。
它解决的不是手机快充,而是:
电动车续航焦虑
AI 数据中心能耗临界点
充电与新能源系统体积与损耗瓶颈
全球电力传输效率限制
换句话说:这是一个技术发布,更是一个产业方向信号。
为什么是现在?因为 AI 和电动车把能源成本推上了新顶点
过去 15 年,能源结构升级(风光储)、电动化交通、AI 算力爆发叠加进行,让“电力效率”成为影响产业竞争的真实底层变量。
2024 年全球 AI 数据中心耗电量预计突破 160TWh,超过荷兰全国耗电
一座超算训练中心单体功率可达 200MW,等同一座中型火电厂
电动车每提升 1% 逆变器效率,可带来 6–10 km 续航提升
全球充电桩、光伏逆变器、储能变流器市场合计将在 2028 年突破 1 亿台级年出货规模
这些不是“技术趋势”,而是“产业刚需”。
硅基 MOSFET 与 IGBT 已进入物理极限,而横向 GaN 的 650V-700V 天花板意味着它无法承担未来高压能源架构。安森美推出 1200V 垂直 GaN 的战略意义,就在于为下一个十年的能源电子化提供可替代方案。
垂直 GaN vs 横向 GaN vs SiC:不是同类型竞争,而是分层替代
| 技术路线 | 耐压区间 | 应用级别 | 本质竞争力 |
|---|---|---|---|
| 横向 GaN | < 650V | 低压电源、消费类快充 | 高频、小型化 |
| SiC(碳化硅) | 650V–3300V | 电动车、储能、电网 | 高压耐受、高温可靠性 |
| 垂直 GaN | 700V–3000V(潜力) | AI 电源、储能、航空、电动车高功率模块 | 高频 + 高压 + 高功率密度 |
换句话说,垂直 GaN 不是替代横向 GaN,而是替代 Si 与部分 SiC,同时覆盖高频领域空白。
这是为什么业内称其为 “氮化镓的第二曲线”。
供应链与专利壁垒:为什么只有极少数公司能做 GaN-on-GaN?
横向 GaN 之所以能快速普及,是因为其外延可以外包在硅或蓝宝石衬底上完成;但垂直 GaN 则必须使用 GaN-on-GaN 同材料晶体衬底,意味着产业门槛从“工艺难度”提升为“材料壁垒 + 资本门槛 + 专利封锁”。
安森美这次发布的关键不是产品,而是:
拥有 130+ 项垂直 GaN 专利
拥有自有外延 + 器件 + 封装的完整产线
拥有美国本土制造基地(具备供应链安全与政府补贴条件)
已经开始向早期客户交付工程样品,而不是 PPT 技术路线
这与目前仍停留在样片或论文阶段的企业形成鲜明对比,例如:
| 厂商 | 技术路线 | 量产状态 |
|---|---|---|
| 英飞凌(Infineon) | 探索中 | 无量产时间表 |
| 纳微半导体(Navitas) | 储备中 | 仅横向 GaN 商用化 |
| 意法半导体(ST) | 研发阶段 | 仍聚焦 SiC 扩产 |
| 三安、华润微 | 可量产横向 GaN | 垂直 GaN 尚未量产 |
一句话总结:垂直 GaN 不是谁都能做,而是只有极少数玩家具备从材料到工艺的全链能力。
谁将率先受益?七大高增长赛道已经明确
| 应用领域 | 市场规模(2030E) | 垂直 GaN 替代潜力 |
|---|---|---|
| AI 数据中心电源 | 500 亿美元 | ✅ 极高 |
| 电动汽车逆变器 + Onboard Charger | 700 亿美元 | ✅ 高 |
| 超快充桩(350kW+) | 380 亿美元 | ✅ 高 |
| 储能变流器(双向 800V) | 450 亿美元 | ✅ 高 |
| 光伏与风电逆变器 | 600 亿美元 | ✅ 中高 |
| 工业自动化电机驱动 | 300 亿美元 | ✅ 中 |
| 航空航天电源 | 120 亿美元 | ✅ 极高 |
这意味着:垂直 GaN 的市场增长不会像快充 GaN 那样仅靠消费电子爆发,而是与电力基础设施数字化升级同步延伸,并可能与全球能源转型绑定 10 年以上生命周期。
资本视角:功率半导体将成为下一轮“明星赛道”
过去三年,资本追高 GPU、HBM、光模块和 AI 服务器产业链,但随着全球能源约束增强,功率半导体正在被重新定价。
投资机构不断出现新判断:
“算力半导体决定 AI 发展速度,功率半导体决定 AI 生存成本。”
“SiC 催化了电动汽车时代,Vertical GaN 将催化 AI+能源时代。”
如果横向 GaN 带来 100W 级市场规模,那么垂直 GaN 的切入场景将是 千瓦、兆瓦甚至吉瓦级。
这就是为什么垂直 GaN 不再是“手机快充 2.0”,而是 “能源处理器”。
结语:在电力成为稀缺资源的时代,能效就是竞争力本身
安森美选择在这个时间点发布垂直 GaN,并开放 700V、1200V 的样品测试,其实传递了一个重要信号:
未来竞争不再是“谁的芯片算得快”,而是“谁能让系统损耗更低”。
无论是 AI 推理集群、电动汽车驱动、储能调度、电网双向变流,最终都将围绕功率密度、系统效率、体积成本展开竞争。



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