日本住友|氮化镓正在改变世界中国企业发力强劲( 二 ) institute|中国军事医学科学院

从氮化镓领域全球技术布局来看，中国、美国和日本为氮化镓技术热点布局的市场。其中，美国和日本起步较早，起步于20世纪70年代初，而中国起步虽晚，但后起发力强劲。值得注意的是，目前全球的氮化镓技术主要来源于日本。

三、国内外龙头企业技术洞察对比
报告显示，全球氮化镓主要创新主体的龙头主要集中于日本。氮化镓产业国外重点企业包括日本住友、美国Cree、德国英飞凌、韩国LG、三星等（如图），中国企业代表有，晶元光电、三安光电、台积电、华灿光电等。但目前中国企业和国外企业相比，专利申请数量仍有一定差距。

文章插图

氮化镓领域国外企业代表（来源：智慧芽）

在这些企业中，日本住友全球率先量产氮化镓衬底，是全球氮化镓射频器件主要供应商，同时也是华为GaN射频器件主要供应商之一。住友聚焦于衬底和器件方面的研究，其中，器件方面近几年侧重于氮化镓FET器件。该公司的氮化镓衬底单晶生长技术侧重HVPE法，重点解决衬底缺陷、尺寸等难题。此外，住友在氮化镓FET器件上，侧重外延工艺和芯片工艺突破。
美国Cree依靠其技术储备支撑氮化镓功率器件的市场化。2019年，Cree逐步剥离LED业务，专注于碳化硅电力电子器件和用于GaN射频器件，并于2021年正式更名为Wolfspeed（原Cree旗下的功率&射频部门）。在技术分布上，发光二极管LED和GaN基FET器件两大方向是Cree重要的专利布局领域。其中，前者的研发热度在近几年明显衰退，而Cree在后者的细分领域中则探索了较多的技术难题，注重器件多性能发展。
德国英飞凌持续深耕功率器件领域，且重点关注美国市场。其前身作为西门子集团的半导体部门，英飞凌主要生产IGBT、功率MOSFET、HEMT、DC-DC转换器、栅极驱动IC、AC-DC电源转换器等功率半导体器件，曾连续10年居全球功率半导体市场之首。在氮化镓领域，英飞凌的技术分布于集中产业链中游——器件模组，持续关注GaN基FET、IGBT等功率元器件，以及由多个功率元器件集成的功率模块（如电源转换器）的研发。总体而言，英飞凌在功率模块、GaN基FET器件上布局的专利最多。
国内LED龙头“三安光电”在氮化镓领域有一定技术储备。三安光电是目前国内规模最大的LED外延片、芯片企业。2014年，该公司投资建设氮化镓高功率半导体项目；2018年，在福建泉州斥资333亿元投资Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料、LED外延、芯片、微波集成电路、光通讯、射频滤波器等产业。在氮化镓领域，三安光电同样集中于产业链中游——器件模组的研究。其布局的器件类型主要包括可见光LED、紫外LED、Micro/Mini LED和GaN基FET。2016年后，三安光电对可见光LED的专利申请量逐渐下降，并开始增加对Micro/Mini LED、GaN基FET的专利申请。

四、氮化镓三大重点技术解析
首先，GaN衬底技术是器件降本的突破口，当前正从小批量规模向产业商业化方向发展，同时向大尺寸和高晶体质量方向发展。GaN单晶衬底以2-3英寸为主，4英寸已实现商用，6英寸已实现样本开发；GaN异质外延衬底则已实现6英寸产业化，8英寸正在进行产品研发。
全球GaN衬底技术共有13000多件专利，其中有效专利量4800多件，占比为35.2%。其中，审中专利占比较少，可见未来有效专利增长空间较小。此外，日本和美国两大市场分布的专利较多。全球衬底技术排名靠前的专利申请人以日本企业居多，整体技术实力较强，且日本住友在衬底领域技术储备占有绝对优势。

日本住友|氮化镓正在改变世界 中国企业发力强劲( 二 )

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