公司业务模式 - 三安光电开发的GaN功率器件（应用机器人方向）目前主要为代工模式 [2] 公司技术领域 - 公司业务涉及GaN（氮化镓）功率器件的开发 [2] - 相关器件应用方向包括机器人 [2]

报告行业投资评级 - 行业投资评级：强于大市 [2] 报告核心观点 - 数据中心的高能耗和高功率密度趋势正推动供电架构向高压直流和绿电直连革新，固态变压器（SST）凭借其高效率、高集成度和绿电直连优势，成为适配这一趋势的关键技术，市场空间广阔 [2] - 人工智能驱动数据中心（AIDC）建设是SST大规模商业化的核心推动力，其能耗占比从2022年的7.6%快速提升至2027年的18.0%，进一步加速SST渗透 [2][10] - SST的材料成本主要集中在功率器件（如IGBT、SiC、GaN）和高频变压器，其中功率器件成本占比约32%，高频变压器占比约16% [2][52] - 全球数据中心SST市场需求价值量预计从2024年的16.8亿元增长至2027年的115.2亿元，主要受数据中心新增装机量从14GW增至32GW以及SST渗透率从1%提升至4%驱动 [2][70][71] 按目录结构总结 1.1 背景：AI市场规模高速增长，数据中心是核心基础设施 - 全球人工智能市场规模从2024年的6382.3亿美元预计增长至2034年的3.68万亿美元，2025-2034年复合年增长率（CAGR）为19.20% [6] - 亚太地区将成为增长最快的AI市场，2025-2034年CAGR预计达19.8% [6] - 数据中心作为AI的核心基础设施，其重要性随云计算与人工智能兴起持续提升 [6] 1.2 数据中心困境：高能耗+高功率+集中分布+电费高 - **高能耗**：2024年全球数据中心电力需求为415TWh，约占全球总用电量的1.5%，预计2030年达945TWh；AIDC的IT能耗从2024年的55.1TWh增至2027年的146.2TWh，2022-2027年CAGR约为44.8% [10] - **高功率**：英伟达GPU机架功率接近指数级增长，每一代GPU热设计功耗提升约20%；2024年数据中心机架功率密度在15kW以上区间同比均增长，部分达100kW以上 [11][14] - **集中分布**：全球数据中心总数约11064座，美国以4165座位居首位；美国弗吉尼亚州数据中心耗电量占当地电力供应比例达25%；超大规模数据中心数量增速高，市场占比从2010年约10%提升至目前37% [15][16][19] - **电费成本**：电费占数据中心运营成本比重超过50%；数据中心建造成本为700-1200万美元/MW，其中电力系统占比40%以上 [20][21] 1.3 数据中心供电趋势：高压直流+绿电 - 供电架构向绿色全直流阶段演变，该阶段全直流微电网成为主流，深度融合光伏/储能等可再生能源，目标PUE低于1.1，功率密度达50kW+ [22][23][26][27] 1.4 SST特点：新型功率器件+中高频变压器，SST供电实现高效+高集成 - **功率器件**：SiC适用于高压高频场景，GaN开关速度更快适用于高频场景；采用SiC或GaN可提升SST效率与功率密度 [30] - **高频变压器**：通过提升频率（10-100kHz）缩小体积，非晶合金和纳米晶磁芯是关键材料 [35][36] - **高效高集成**：SST全链路效率达98%，对比传统UPS（效率95%）可省电约59万度/年（以2.5MW系统负载率90%计）；SST系统占地面积不足传统UPS的50%，重量更轻 [43][46] - **绿电直连**：SST以DC800V输出，便于与分布式光伏、储能直流侧并网，简化链路并降低成本 [43][46] 1.5 SST应用场景：数据中心供电是SST最主要应用场景 - SST适配铁路牵引、智能电网、汽车充电站等多场景，其中数据中心应用占比达40% [49] 2.1 成本：SST材料成本中功率器件和高频变压器为主 - 采用IGBT的SST原型机成本构成：IGBT及驱动器占32%、高频变压器占16%、直流电容器占16%；一台20kVA SST生产成本约1000-2000美元，市场售价更高 [52] 2.2 格局：海外厂商为主，国内企业份额逐渐提升 - **供配电系统**：2025年中国智算中心供配电设备市场国产品牌份额明显上升 [53] - **SST系统集成**：维谛、伊顿、台达等跨国企业合计市场份额超过60%；维谛与英伟达合作开发800V HVDC解决方案，计划2026年推出 [56] - **功率器件**：SiC产能以意法半导体、安森美、英飞凌为主；GaN市场份额英诺赛科占30%、纳微半导体占17% [58][59][63] - **国内厂商**：金盘科技、四方股份等通过自主研发或合作开发SST整机解决方案；斯达半导、云路股份等布局上游材料与零部件 [65][66] 2.3 产业链：上中游涵盖材料和系统集成，下游应用广泛 - 上游包括功率半导体、磁性材料等供应商；中游为SST制造企业；下游覆盖数据中心、智能电网、电动汽车充电等领域 [67][68] 3 需求测算：数据中心建设驱动，SST市场空间广阔 - 2024年全球数据中心新增装机量14GW，预计2027年达32GW；SST渗透率从2024年1%提升至2027年4%，价值量从16.8亿元增至115.2亿元 [70][71] 4.1 投资建议 - **功率器件**：SiC和GaN渗透提升，受益企业包括意法半导体、安森美、英诺赛科等 [72] - **磁性材料**：非晶合金和纳米晶磁芯是关键，受益企业包括特变电工、云路股份、可立克等 [72] - **AIDC建设**：推动SST需求增长，受益企业包括麦格米特、金盘科技、四方股份等 [72] - **建议关注公司**：阳光电源、麦格米特、金盘科技、横店东磁、中恒电气、伊戈尔、思源电气、科华数据、特锐德、科士达、四方股份、云路股份、京泉华、科陆电子、新特电气、顺钠股份等 [72]

信越化学与QST衬底技术进展 - 2025年11月，信越化学与imec合作，在300mm QST衬底上制造出厚度为5μm的GaN HEMT结构，实现超过650V的高击穿电压，据称为全球最高[2] - QST衬底由美国Qromis开发，信越化学于2019年获授权生产150mm和200mm QST衬底，并于2024年9月开始合作交付300mm QST衬底样品[2] - 实验显示，在300mm QST衬底上制备的5μm厚GaN HEMT结构击穿电压超过800V，得益于衬底与GaN热膨胀系数匹配，解决了大直径硅片生长GaN时的"衬底翘曲"问题[3] - 采用大直径衬底进行大规模生产可降低器件成本，公司已开始扩建150mm和200mm QST衬底生产设施，并推进300mm QST衬底的大规模生产[3] imec 300mm GaN功率电子项目 - 2024年10月，imec宣布启动300mm GaN开放创新项目，首批合作伙伴包括AIXTRON、GlobalFoundries、KLA、Synopsys和Veeco，项目旨在开发300mm GaN外延生长技术及低压/高压HEMT工艺流程[5] - 项目首先建立基准横向p-GaN HEMT技术平台用于低压应用（100V及以上），采用300mm Si(111)衬底，后续针对650V及以上高压应用将采用300mm QST工程衬底[6] - 过渡至300mm晶圆优势包括扩大生产规模、降低制造成本，并可利用先进300mm设备开发更先进GaN功率器件，如用于CPU/GPU节能电源分配的超小型低压p-GaN栅极HEMT[6] - imec预计2025年底前在其300mm洁净室全面安装工艺设备，项目成功依赖于从外延生长到封装解决方案的生态系统创新[7] 英飞凌300mm GaN技术突破 - 2023年9月，英飞凌宣布成功开发业内首款300mm功率GaN晶圆技术，利用其现有300mm硅晶圆制造基础设施，在奥地利菲拉赫的300mm功率晶圆厂试验线生产[8] - 300mm晶圆可从每片晶圆生产出两倍数量的功率集成电路，降低单个芯片成本，使GaN芯片成本在同等效率下更接近硅芯片水平[8] - 更大尺寸晶圆若制造成本增加50%但可生产两倍数量芯片且良率更高，则每个器件单位成本降低，公司持续加大对宽禁带半导体技术的投资[9] - 英飞凌在高压碳化硅解决方案市场亦非常活跃，拥有Cool SiC MOSFET、二极管和集成功率模块产品组合[9] GaN技术应用与市场前景 - GaN技术潜力在快速电池充电器等电力电子应用中凸显，产品以更小尺寸、更轻重量和更高能量转换效率进入市场，优于硅基解决方案[6] - 应用领域包括汽车车载充电器、直流/直流转换器、太阳能逆变器、电信和人工智能数据中心配电系统，有助于社会整体脱碳、电气化和数字化[6] - 晶圆直径增大是显著趋势，200mm晶圆产能已基本满足市场需求，imec凭借200mm领域专业技术向300mm迈进[6] - GaN功率电子器件在电动汽车、太阳能逆变器、充电器和AI处理器电源等高密度功率转换应用中迅速占据一席之地[8]

会议概况 - 第三代半导体产业合作大会于10月25日在盐城高新区召开，会议由盐都区委副书记、区长臧冲主持 [2] - 大会主题为“智赋新动能 共建‘芯’生态”，汇聚了学术专家、一线厂商和技术大咖 [4] 政府支持与产业定位 - 盐城市将第三代半导体产业作为重点培育的成长型未来产业，现有富乐华、康佳芯云等一批产业链重点企业 [4] - 盐城市计划充分发挥在新能源、新能源汽车、电子信息等领域的基础优势，加快布局以碳化硅、氮化镓为代表的第三代半导体全产业链 [4] - 省工信厅将在关键核心技术攻关、创新载体建设等方面加大力度，持续推动产业创新发展 [5] 技术优势与合作方向 - 盐城市在功率半导体基板材料、小间距LED封装等领域达到全球领先水平 [4] - 中国科学院半导体研究所愿与盐城深化合作，共同聚焦关键核心技术突破，加速科技成果转化 [5] 产业生态与平台建设 - 会议期间进行了产业招商推介和盐城半导体集成技术研究院公共平台推介 [6] - 发布了《氮化铝抛光片位错密度的测试腐蚀坑法》等四项联盟标准，旨在为技术创新与产业协同注入动能 [18] - 与会嘉宾参观了联超光电、盐城半导体集成技术研究院，并围绕功率电子和光电应用领域开展产业研讨 [18] 未来发展机遇与规划 - 盐城高新区将抢抓新能源汽车、人工智能高速发展机遇，依托覆盖衬底、外延片生产、芯片封装测试等的全产业链生态 [18] - 目标是全力打造全省第三代半导体产业新高地 [18]

市场规模与增长 - 氮化镓功率器件市场规模预计从2024年3.9亿美元增长至2030年35.1亿美元 年复合增长率达44% [1] - 行业正式进入由成本效益驱动和多应用领域并发的黄金增长期 [3] 技术优势与应用扩展 - 氮化镓技术具有高频、高效、小型化优势 推动电源应用技术革新 [1] - 应用从消费电子快速充电器扩展至高端工业和汽车领域 [1] - 重点潜力应用包括AI数据中心、人形机器人、汽车OBC、光伏微型逆变器 [1] 数据中心与AI硬件 - 英伟达推动800V HVDC数据中心电力基础设施转型 支持2027年起功率超1MW的IT机架 [1] - 氮化镓高频高效特性满足AI硬件对高功率密度、散热优化和能效提升需求 [1] - 多家氮化镓厂商已与英伟达建立合作关系 [1] 人形机器人应用 - 氮化镓成为人形机器人关节电机控制系统关键解决方案 实现精确、快速响应和紧凑结构 [2] - 厂商推出基于氮化镓技术的人形机器人关节电机驱动参考设计 [2] 汽车电子应用 - 氮化镓成为继硅和碳化硅后重要的汽车新兴技术选项 [2] - 显著提高汽车OBC功率密度和效能 实现更轻更小设计 [2] - 在牵引逆变器组件展现巨大应用潜力 提升电动汽车性能和续航里程 [2] 制造技术与成本趋势 - 晶圆尺寸全面转向8英寸及12英寸 制造成本进一步降低 [2] - 成本逐步接近硅器件 加速渗透至成本敏感型市场 [2] 行业前景展望 - 氮化镓技术将在数据中心、电动汽车、机器人、可再生能源等领域实现大规模部署 [3]

氮化镓技术背景与材料特性 - 世界氮化镓日定为每年7月31日，源于氮（N）和镓（Ga）在元素周期表中的排序（第7号和第31号元素），彰显其战略科技地位 [1] - 氮化镓（GaN）与碳化硅（SiC）同属化合物半导体，材料性能直接影响电子器件特性，SiC MOSFET优势在于更大功率，GaN HEMT优势在于更高频率 [2][3] - 氮化镓HEMT器件结构复杂，需在硅衬底上生长多层外延（如NL成核层、SRL超晶格层等），材料工艺比晶圆加工更关键 [6][7] 氮化镓应用市场分析 汽车领域 - 主驱动逆变器中SiC因耐高压、高温及短路保护能力（>3微秒）占据优势，GaN目前短路能力低于500ns，短期内难以替代 [10] - 车载充电器（OBC）和DC-DC转换器是GaN重点方向，已有厂商推出11kW/800V方案，650V以下电压区间具备成本和体积优势 [10] - 车规级可靠性是GaN主要障碍，异质外延工艺缺陷需通过器件设计和测试标准完善解决 [11] 消费电子与AI服务器 - GaN在消费电子快充市场快速普及，英诺赛科出货量达6.6亿颗，2024年营收8.28亿元，全球份额第一 [12][13] - AI服务器电源需求功率密度达100 W/in³，GaN高频特性显著提升效率（如纳微半导体方案峰值效率96.52%） [18] 人形机器人与光储充系统 - 人形机器人关节电机需0.1秒内完成500rpm转速切换，GaN器件开关速度优于硅基MOSFET，上海智元已在3个关键关节应用GaN芯片 [21][23] - 光伏和储能场景中GaN无需短路保护能力，英诺赛科2kW微型逆变器方案功率密度40W/in³，充电效率提升2倍 [24] 技术挑战与成本结构 - 硅基GaN外延面临晶格/热失配问题，高压器件需更厚外延层，缺陷抑制难度大 [25] - GaN成本优势在于硅衬底成本低，但需平衡衬底、晶圆制造、封装、良率等环节，与SiC竞争关键在产业链协同 [25] 行业动态与IPF 2025大会 - IPF 2025为国内宽禁带半导体最高规格会议，聚焦GaN与SiC产业链交锋，郝跃院士将报告宽禁带器件进展，英诺赛科董事长骆薇薇等重磅嘉宾出席 [34][35] - 大会议程涵盖材料、器件设计、应用创新（如AI数据中心、车用模块等），设置GaN与SiC协同发展圆桌论坛 [36][38][40][42]

股价表现 - 英诺赛科股价上涨3.58%至44.8港元 成交额达8575.48万港元 [1] 公司合作动态 - 英诺赛科与联合电子成立联合实验室 开发新能源汽车电力电子系统 [1] - 合作基于GaN技术在尺寸、重量和效率方面的优势 [1] GaN技术优势 - GaN功率器件相比传统硅基器件功率损耗降低高达10倍 [1] - GaN技术显著提升效率、功率密度并降低系统成本 [1] - 实现体积更小、重量更轻的优势 并减少二氧化碳排放 [1] 技术应用领域 - GaN功率器件应用于电动汽车、可再生能源系统、人工智能及数据中心电源领域 [1] - 应用范围已超越消费电子产品 在数据中心、工业和光伏设备实现量产 [1] - 被应用于电动汽车电力电子系统 [1] 材料特性 - GaN材料特性可在功率转换中实现系统性能新标准 [1] - 显著降低损耗 从而提高效率、减小体积、减轻重量 [1] - 降低系统BOM成本 [1]

股价表现 - 英诺赛科股价上涨3.58%至44.8港元 成交额达8575.48万港元 [1] 技术合作进展 - 公司与联合电子成立联合实验室 专注于开发新能源汽车电力电子系统 [1] - 合作基于GaN技术在尺寸、重量和效率方面的优势 [1] GaN技术优势 - GaN功率器件相比传统硅基器件功率损耗降低高达10倍 [1] - 技术显著提升效率与功率密度 同时降低系统成本和二氧化碳排放 [1] - GaN可实现更小体积和更轻重量 适用于电动汽车、可再生能源及数据中心电源领域 [1] 行业应用扩展 - GaN功率器件应用已从消费电子扩展至数据中心、工业和光伏设备领域并实现量产 [1] - 该技术正被集成到电动汽车电力电子系统中 [1]