突破硅基极限 我国氮化镓（GaN）行业需求爆发 数据中心、机器人、汽车接力成长

前言：

随着传统硅基半导体技术逐渐逼近物理极限，GaN不仅在消费电子快充领域实现规模化应用，更在AI数据中心、人形机器人、新能源汽车、工业能源等高端领域展现出巨大的发展潜力。然而，该行业仍面临成本控制、可靠性验证与人才短缺等挑战。未来，具备核心技术、规模化生产能力及生态合作优势的企业，将更有机会在全球第三代半导体竞争中占据主导地位。

1、氮化镓（GaN）成为目前功率电子材料与器件研究的热点

根据观研报告网发布的《中国氮化镓（GaN）行业现状深度研究与投资前景分析报告（2025-2032年）》显示，目前，以传统半导体硅（Si）为主要材料的半导体器件仍然主导着电力电子功率元件，但现有的硅基功率技术正接近材料的理论极限，只能提供渐进式的改进，无法满足现代电子技术对耐高压、耐高温、高频率、高功率乃至抗辐照等特殊条件的需求。而碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等第三代半导体材料因具有宽禁带、高临界击穿电场、高电子饱和漂移速度等特点，成为目前功率电子材料与器件研究的热点。

不同半导体材料性能对比

资料来源：观研天下整理

2、氮化镓行业下游各领域需求爆发，数据中心、机器人、汽车接力成长

作为第三代宽禁带半导体核心材料之一，氮化镓（GaN）具备高击穿场强、高饱和电子漂移速率、抗辐射能力强和化学稳定性良好等优异特性，是制造宽波谱、高功率、高效率光电子、电力电子及微电子器件的理想材料。

GaN技术最初凭借其高效率与高功率密度优势，在消费电子快充领域广泛应用，显著缩小了充电器体积并提升便携性。目前，氮化镓应用正逐步从消费电子向对可靠性和性能要求更高的高端工业与汽车领域扩展，重点潜力应用包括AI数据中心、人形机器人、车载充电机（OBC）、光伏微型逆变器等方向。

氮化镓（GaN）主要应用市场分析

资料来源：观研天下整理

3、大模型迭代引领算力需求高涨，氮化镓（GaN）高效性能催化加速落地

具体来看，在数据中心方面，数据中心包含计算器系统、电信设备及存储系统，对高速运算和电力都有着庞大的需求。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。

2018-2024年间大模型参数数量

资料来源：公开资料整理

在人工智能、云计算和加密货币等应用的强劲需求推动下，截至2024年底，我国算力总规模达到280亿FLOPS（每秒百亿亿次浮点运算），其中智能算力规模为90亿FLOPS，占比32%，算力总规模居世界前列；2024年全国数据生产总量首次突破40ZB,达到41.06ZB,同比增长25%,增速较去年提高2.56个百分点。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。

数据来源：观研天下整理

4、自由度急剧上升，GaN有望成为人形机器人关键的解决方案之一

在人形机器人方面，其关节部位需要精确、响应快速且结构紧凑的电机控制系统，GaN有望成为关键的解决方案之一。

人形机器人集成了许多子系统，包括伺服控制系统、电池管理系统（BMS）、传感器系统、AI系统控制等，通常在整个机器人中部署大约40个伺服电机（PMSM）和控制系统。与传统伺服系统相比，人形机器人的伺服系统具有更高的控制精度、尺寸和散热要求，而采用GaN器件可以有效缩减电机驱动器的体积、提升电机控制频率、实现更好的电机控制性能。

近期，中国“黑豹2.0”四足机器人在电机驱动系统上实现革命性突破，其核心技术之一是采用第三代氮化镓（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以下突破：

氮化镓器件使得“黑豹2.0”的电机驱动系统突破

资料来源：观研天下整理

5、汽车智能化大势所趋，GaN逐点突破

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。2025年9月12日，工信部等八部门联合印发的《汽车行业稳增长工作方案（2025—2026年）》，提出2025年，力争实现全年汽车销量3230万辆左右，同比增长约3%，其中新能源汽车销量1550万辆左右，同比增长约20%；汽车出口保持稳定增长；汽车制造业增加值同比增长6%左右。

数据来源：工信部

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。随着车辆集成耗电的电子功能和自动驾驶系统，对高效配电的需求变得至关重要。GaN技术为48V总线系统提供了更高的效率、更紧凑的尺寸和更低成本。在48V/12V轻混汽车的双向配电系统使用GaN提高效率，减小尺寸和重量，降低成本。未来，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，也带动汽车电子氮化镓市场规模逐步攀升。

GaN在汽车中应用领域

资料来源：观研天下整理

企业应用方面，2024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；2025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。

6、智能手机带动快充需求高增，氮化镓器件空间持续扩大

与传统适配器中的Si MOSFET相比，GaN器件拥有关断速度快、开关频率高、无反向恢复损失、低传导损耗等特点，在减少开关损耗及改善充电效率的同时保证适配器小尺寸化。使用GaN功率芯片的AD65G，体积仅为使用常规硅基功率器件的CDQ07ZM一半大小。

目前，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。各大智能手机厂商也纷纷推出相关GaN器件充电器。

例如，OPPO在Find X8/X8 pro系列手机主板充电过压保护和50W无线充产品中，采用了公司的40V双向导通芯片VGaN，一颗替代两颗背靠背的Si MOSFET，大大简化内部空间，使产品设计更加轻薄。

未来，5G手机的高能耗应用增加及性能的提高带动手机快充需求的上升，有望拉动小米、OPPO、华为等手机厂商的GaN电源适配器在前装市场中渗透率持续提升，同时带动安克创新、绿联等厂商的GaN电源适配器在后装市场放量，进而有望拉动GaN出货放量。

7、我国氮化镓（GaN）行业成本、价格压力大，人才短缺

值得注意的是，当前我国氮化镓（GaN）虽然成本持续下降，但相较于成熟的硅基器件，GaN器件的价格仍然偏高，需要在性能和成本之间找到最佳平衡点以拓展更多应用。同时，在汽车和工业等苛刻环境下，长期可靠性和使用寿命仍需大量验证，客户接受度和信任度需要时间培养。而具备跨学科知识的复合型高端研发和产业人才严重短缺，成为制约行业创新速度的瓶颈。

由此可见，在市场需求、技术进步和政策红利的多重驱动下，我国氮化镓（GaN）行业前景广阔。但是，企业仍然需直面成本、可靠性和人才等方面的挑战。未来，拥有核心技术、规模化制造能力和强大生态合作能力的企业将在竞争中脱颖而出，推动中国在全球第三代半导体产业格局中占据重要地位。（WYD）