（来源：第三代半导体产业）

全球功率半导体领军企业英飞凌（Infineon）近期正式发布白皮书《2026 年 GaN 技术展望》，全面且深入地剖析了氮化镓（GaN）技术在未来几年的发展脉络、创新成果及其对可持续发展的关键推动作用。

该白皮书从技术、系统和运营三大维度出发，详细阐述了 GaN 如何引领功率电子行业迈向更高效、更可持续的发展路径。英飞凌指出，GaN 作为一项变革性创新技术，正不断突破功率电子在 AI 数据中心、人形机器人及电动汽车等领域的应用极限。

英飞凌高级副总裁 Johannes Schoiswohl 博士表示，公司大力推进具备高可扩展性的 300mm GaN 功率晶圆技术，使单片晶圆的芯片数量提升至原来的 2.3 倍，有效降低成本，使其逐步接近传统硅技术的成本水平。

市场趋势：GaN 步入高速增长轨道

Yole Group 和 TrendForce 等权威机构预测，2026 年 GaN 功率器件市场将迎来爆发式增长，规模从 2025 年约 6 亿美元激增至超 9 亿美元，增幅超 50%。预计到 2030 年，市场规模将逼近 30 亿美元，较 2025 年增长 400%，年复合增长率（CAGR）高达 44%。

这一增长得益于自 2025 年起的大规模产能提升，以及 GaN 在消费电子产品普及后，加速渗透数据中心架构、光伏逆变器和汽车 OBC 等新应用领域。英飞凌的 CoolGaN?双向开关（BDS）在太阳能微型逆变器领域成绩斐然，与 Enphase 的合作大幅提升系统效率并降低成本。同时，GaN 技术在单级车载充电器（OBC）中的应用潜力巨大，预计 2026 年将获市场首次采用，成为行业向高效、可扩展和可持续解决方案转型的重要标志。

消费电子产品是 GaN 技术早期推广的重要助力。Anker、苹果、三星等行业巨头在旗舰产品中集成 GaN 技术，积极展现其优势，加速市场普及。2026 年初，欧盟规定所有新设备需支持 USB - C 充电，进一步拉动了 GaN 快充解决方案的需求。当下，GaN 正迈入由高风险行业先驱引领的新应用阶段，如 2025 年英伟达与英飞凌合作开发 800V 数据中心架构，彰显了 GaN 在电源单元和中间总线转换器等关键组件中的巨大潜力。

产品创新：七大技术预测引领方向

在产品创新方面，白皮书提出 2026 年 GaN 技术发展的七项重要预测：

双向开关应用拓展：双向开关（BDS）是 GaN 器件技术重大突破，支持双向电流传导，通过单片集成简化功率转换系统。英飞凌高压双向 GaN 开关采用共漏极设计和双栅极结构，结合成熟的栅极注入晶体管（GIT）技术，相比传统背靠背排列大幅减小芯片尺寸，降低寄生元件，提升开关速度和效率。除太阳能逆变器和车载充电器外，还将在 10kW + AI 和企业服务器、200W + 高功率充电器等下一代应用中发挥关键作用。40V 至 120V 范围的 GaN 双向开关在 USB - C PD 端口保护等应用中，可显着减少 82% 的 PCB 面积。

新封装技术涌现：随着对高性能、紧凑型功率电子需求增长，垂直 GaN（GaN - on - GaN）、GaN - on - Sapphire 等技术以及工程衬底和金刚石等前沿衬底技术受到关注。在封装领域，行业积极评估和采用适合 GaN 的封装方案，如智能功率模块（IPM）和 GaN 功率模块，其极低的杂散电感和寄生电感，以及紧密的芯片封装和高对称性设计，可支持高达约 70kW 的输出功率，提升易用性。

集成控制器提升性能：除开关和驱动器集成外，集成工作向增强功能、安全性和智能操作方向拓展。健康状态（SoH）功能虽处于起步阶段，但 GaN 凭借此功能可提升系统可靠性。较新的 GaN 器件集成传感和保护元件，使微控制器（MCU）能实现早期预防性维护警报等功能。

AI 数据中心突破功率密度：人工智能推动数据中心架构快速变革，功率需求增加促使行业向 800V、±400V 基础设施转变，GaN 在电池备份单元（BBU）和中间总线转换器（IBC）中的作用愈发重要。基于 GaN 的电源可降低 50% 功率损耗，提高电力利用率，支持创新拓扑结构，推动其从数据中心向边缘计算领域扩展。

汽车市场变革：GaN 技术不断进步，通过集成技术和模块化设计，在车载充电器、牵引逆变器等汽车部件中发挥作用。基于 GaN 的模块集成多个组件，结合系统级监控功能，减小尺寸和重量，改善热管理，增强开关性能，提升电动汽车系统鲁棒性，有助于延长续航、提高能效和可靠性。预计到 2030 年，每辆车平均半导体物料清单成本将达如今的 2.2 倍。

机器人性能提升：机器人技术融合机械工程、机器学习和功率电子，GaN 技术在人形机器人等应用中至关重要，可实现紧凑、节能和高性能的功率模块，在机器人关节处实现精确运动控制，使机器人更轻、运行周期更长、移动性更强、控制更精准。全球超 400 万台工业机器人，预计到 2031 年人形机器人数量超 100 万台。基于 GaN 的电机驱动器尺寸可缩小 40%，提升精细运动控制能力。

新兴应用验证价值：在可再生能源领域，GaN 双向开关集成于太阳能微型逆变器，实现充电和放电无缝控制，优化功率密度和能量。在数字健康和可穿戴设备市场，GaN 高效功率转换且低热产生，解决能源效率和热耗散问题。在量子计算领域，GaN 的高效率和低电磁干扰（EMI）特性确保量子态稳定所需的完美功率传输。

此外，英飞凌积极探索垂直 GaN（GaN - on - GaN）、蓝宝石衬底及金刚石衬底等前沿材料，并开发集成功率模块（IPM）应对寄生电感和热密度等物理挑战。未来控制器 IC 将集成电流和温度感测、故障检测等 SoH 功能，提升智能化运行与安全性。

针对 AI 数据中心应用，预计 2026 年突破功率密度瓶颈，将 GaN 应用从电源单元（PSU）拓展至 BBU 和 IBC。基于 GaN 的电源可降低 50% 功率损耗，对支撑数据中心发展意义重大。同时，汽车市场 2026 年深度拥抱 GaN 技术，通过 AEC - Q 测试的汽车级器件助力 48V 架构革新，提升动力系统性能并降低超 10% 的系统成本。在机器人领域，GaN 实现轻量化设计和精准运动控制，使人形机器人关节更紧凑，电机驱动器体积缩小 40%。

英飞凌《2026年GaN洞察报告》描绘了一幅GaN技术蓬勃发展的全景图。从AI数据中心到电动汽车，从机器人技术到可再生能源，GaN正成为推动各行各业向更高效、更可持续方向转型的关键技术力量。随着双向开关等创新技术的成熟、300mm制造规模的扩大以及新应用领域的不断开拓，GaN市场正迎来前所未有的增长机遇。

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