氮化镓各领域需求情况如何？

氮化镓各领域需求爆发，数据中心&机器人&汽车接力成长。

1、消费电子：端侧 AI 带动快充需求高增，氮化镓器件空间持续扩大

AI 手机渗透率迅速攀升，有望带动智能手机换机趋势。据赛迪顾问数据，2023 年全球新 型 AI 手机的出货量约 5000 万部，预计 2024 年 AI 手机的出货量或将达到 1.5 亿部，占 全球智能手机总出货量 13%，AI 手机渗透率持续提升。到 2027 年，全球 AI 手机销售量 将超过 5.9 亿部，占全球智能手机总出货量的比重超过 50%。在中国市场方面，据 IDC 数据，中国 AI 手机出货量预计在 2027 年达到 1.5 亿部，市场渗透率将超过 50%。

端侧 AI 需更高算力支撑，推动消费电子充电功率和电池容量提升。据 Counterpoint Research 统计，2023 年 Q1 全球智能手机快充 80%以上超过 10W，平均功率超 34W；中 国智能手机品牌平均快充超过 50W，65W 以上快充充电器成为国产高端手机绝对主流， 智能手机市场正快速普及快充技术来应对 AI 功能加入对手机充电功率的更高要求。在 电池容量方面，AI 手机运行大量复杂的程序和算法，为了缩短充电时间，提高充电效率， 更高的充电功率成为必然选择。 搭载 AI 功能的手机充电配置升级，未来 AI 手机渗透有望进一步驱动充电功率提升。以 华为 Mate 系列为例，Mate 系列各款机型的电池容量逐年增加，华为 Mate60（2023 年） 较上一代产品的电池容量最高有约 6.4%的提升。华为 Pro 款机型的充电功率在 2022- 2024 年间大幅提升，Mate60 Pro 的充电功率提升幅度为 33.3%，Mate70 Pro 的提升幅度 为 13.6%，充分体现端侧 AI 发展对智能手机电池容量和充电功率提升的推动作用。

智能手机快充技术持续迭代，行业正迎来材料革新拐点。据快科技，当前终端快充功率 已从 5W 跃升至 240W，realme 最新 300W 闪充方案进入测试阶段（5 分钟满电），核心 驱动逻辑在于：1）用户碎片化充电场景痛点；2）超大容量电池普及（如努比亚红魔 10 Pro+搭载 7000mAh+电池组）。传统硅基材料受制于开关损耗/体积等物理极限制约，难 以适配高压高流趋势。在相同成本的情况下，使用氮化镓解决方案可将 USB-PD 充电器 的体积和重量缩减约 70%，或将充电功率提高约 50%，显著提升充电速度。在智能手机 主板中，氮化镓解决方案能够将电路板面积减少 75%，并将峰值功率器件损耗降低 40% 至 50%。

叠加端侧 AI 对功率需求提升，氮化镓器件的成长空间持续扩大。受消费者偏好潮流及市 场竞争驱动，下游消费电子厂商日益青睐更加集成化、智能化、节能降本的功率芯片。 氮化镓器件作为消费电子核心场景的关键技术，受益于快充小型化、电源模块高密度化 趋势，叠加终端功率需求提升，行业成长空间持续拓宽。

2、数据中心：大模型迭代引领算力需求高涨，GaN 高效性能催化加速落地

大模型加速迭代，算力需求持续高涨。2023 年现象级应用 ChatGPT 引发新一轮 AI 浪潮， 大模型加速迭代，算力需求爆发。据中国信通院《中国算力发展指数白皮书（2023）》，以 GPT 大模型为例，GPT-3 的模型参数约为 1746 亿个，训练一次需要的总算力约为 3640 PF-days，即以每秒一千万亿次计算，需要运行 3640 天；而 GPT-4 参数量可能达到 1.8 万 亿个，训练算力需求上升至 GPT-3 的 68 倍，在 2.5 万个 A100 上需训练 90-100 天，训练 端对算力需求呈现指数型增长。在人工智能、云计算和加密货币等应用的强劲需求推动 下，弗若斯特沙利文预测全球算力规模将从 2023 年的 1,494.9EFlops 增长至 2028 年的 18,282.3EFlops，复合年增长率达 65%,其占全球电力需求的比例预计将从 2023 年的 1.4% 增至 2028 年的 9.4%。 数据中心算力需求逐年提高，催化氮化镓功率半导体在数据中心领域落地。据弗若斯特 沙利文数据，全球数据中心氮化镓功率半导体市场规模将从 2023 年的 0.7 亿元增长至 28 年的 14.62 亿元，CAGR 达 84%。

电源转换效率是数据中心电力消耗的核心限制因素，GaN 高效特性可大幅降低电力浪费。 在典型的数据中心内，必须由功率器件实现电力的多级转换，在初始阶段，在数据服务 器内由功率器件将高压交流电转换为中压直流电，然后由功率器件将中压直流电转换为 低压直流电向 GPU 供电。因此，功率器件对于数据中心的稳定、高效运行至关重要，更 高功率密度的功率器件，可以让 GPU 的计算更加高效。限制数据中心电力大幅增长的一 个关键因素是电源转换效率，传统的硅基电源转换效率较低，导致了高达 10%的功率损 耗。电源转换效率每提高 1%，就能节省数亿元人民币的电力消耗，GaN 基电源的更高 效率能够帮助消除这种浪费。

3、工业&机器人：可实现精准控制并减少开关损耗，有望主导机器人领域

储能装机高增叠加 5G 基建放量，GaN 功率器件迎增长窗口。随着全球储能渗透率提升 及 5G 基站建设加速，电力消耗需求显著增长。据弗若斯特沙利文预计，2028 年全球储 能电池年装机量将达 1,302.5 吉瓦时，2023-2028 年复合年增长率达 46.3%。GaN 技术以 效率重构储能系统经济性模型，推动替代进程加速。根据弗若斯特沙利文数据，全球可 再生能源及工业领域氮化镓功率半导体市场规模将从 2023 年的 0.89 亿元以 78%的年均 复合增速增长至 2028 年的 15.77 亿元。

机器人行业正迈入“AI 驱动+场景泛化”的爆发周期，技术迭代与商业应用共振推动全 球市场持续扩容。英伟达 GR00T N1 等 AI 大模型的规模化部署显著提升机器人感知与决 策能力，推动服务型机器人从单一功能向多场景自主协作升级。特斯拉 Optimus 人形机 器人已实现进厂打工，此外，据医疗器械创新网，截至 2022 年末达芬奇手术机器人累计 完成 1200 万例高精度微创手术。这些看似分散的里程碑事件共同佐证了智能机器人正从 “生产工具”升级为“社会生产力重构者”，其应用边界已从工业焊接、物流分拣等标准 化场景，向医疗手术、家庭陪护、核电站巡检等复杂领域全面渗透。据中商产业研究院 统计，2024 年全球人形机器人产业规模约为 34 亿美元，同比增长 57.41%。预测 2028 年 全球人形机器人产业规模将达到 206 亿美元。

氮化镓电机驱动技术有望主导市场，推动机器人设计向更高能效、更强稳定性和更优智 能化发展。近年来人形机器人应用展现出强劲增长势头，氮化镓器件的特性使其在人形 机器人应用中具有显著优势，能实现更精准的控制、减少开关损耗、尺寸更小，因此能 够满足机器人对高效能、高可靠性和小型化的需求。近期，中国"黑豹 2.0"四足机器人在 电机驱动系统上实现了革命性突破，其核心技术之一是采用了第三代氮化镓（GaN）功率 器件。据集邦化合物半导体，氮化镓器件的应用使得“黑豹 2.0”的电机驱动系统实现了 以下突破： 功率密度大幅提升：功率密度提升至 15kW/kg，达到行业新高，驱动系统更加紧凑 高效。 能效转换效率高达 95%：氮化镓器件的高频开关特性（可达 3MHz）和零反向恢复 损耗特性，有效降低了开关损耗，提升了系统效率。 控制响应延迟压缩至 2 毫秒以内：为机器人提供了更快的动态响应能力，支持其实 现 10 米/秒的极限奔跑速度。驱动系统小型化与轻量化：通过减小器件体积，氮化镓器件助力驱动系统实现了小 型化与轻量化设计。

4、汽车电子：汽车智能化大势所趋，车规功率器件持续高压/高频升级

新能源汽车持续渗透，汽车智能化大势所趋。目前，汽车行业正在经历从传统制造向科 技制造转型的过程中，新能源汽车正潜移默化淡化传统汽车的概念，也让“智能座舱”、 “第三空间”等词汇进入消费者眼球。据中国汽车工业协会数据，2015 年我国新能源汽 车销量为 33.11 万辆，2024 年新能源汽车销量为 1286.6 万辆，CAGR 达 50.18%。渗透率 方面，我国新能源汽车月度零售渗透率（当月新能源汽车销量/当月汽车销量）呈震荡提 升趋势，从 2015 年 1 月的 0.28%提升至 2025 年 2 月的 41.89%。

GaN 在汽车中应用领域广泛，主要集中在动力系统和激光雷达两个领域。（1）动力系统： 在汽车动力系统中，GaN 的应用主要集中在三个方面：更高的功率密度、更高的效率和 可能更低的系统成本。因此，车载 GaN 可应用于 DC/DC 转换器、牵引逆变器、车载充 电器 OBC、车内手机无线充电、无刷直流（BLDC）电机驱动、D 类放大器、辅助电源等 功能。（2）激光雷达方面，窄脉冲、大峰值电流、高功率的氮化镓方案的 Qg、Qoss 等参 数相比硅器件提升1.5~3倍，比早期激光雷达产品开关速度提升13倍，脉冲宽度减小1/5， 为未来 L2+/L3 辅助驾驶中远距离激光雷达识别提供高性能保障。

汽车电动化与高阶智驾渗透率提升，推动氮化镓上车进程加速。800V 电池系统落地，叠 加激光雷达、域控系统等高性能硬件需求爆发，碳化硅与氮化镓技术替代硅基方案趋势 明确，也带动全球汽车电子氮化镓市场规模逐步攀升。据弗若斯特沙利文数据，全球汽 车电子氮化镓市场规模有望从 2023 年的 0.69 亿元提升至 2028 年的 246.37 亿元，CAGR 达 224%。24 年 12 月，罗姆半导体与台积电在车载氮化镓功率器件领域建立战略合作伙 伴关系，保障 GaN 产能问题；据 IT 之家，25 年四月罗姆再次宣布同日本车企马自达开 始联合开发采用氮化镓功率半导体的汽车零部件，争取于 2027 年度投用，有望加速 GaN 上车进程。