本文對(duì)2024年底的在售GaN HEMT器件的各類指標(biāo)進(jìn)行分析，同時(shí)結(jié)合過去幾年對(duì)GaN HEMT產(chǎn)品的指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，跟蹤近年來的GaN HEMT的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)展、價(jià)格變化及主要企業(yè)的產(chǎn)品情況。
在售GaN 功率晶體管的整體情況
GaN功率晶體管在售產(chǎn)品款式近200款，但在得捷在售功率二極管的占比不到1%。
2025年3月，據(jù)CASA Research統(tǒng)計(jì)digikey數(shù)據(jù)顯示，有14家公司推出的289款GaN HEMT產(chǎn)品，其中191款產(chǎn)品在售，60款產(chǎn)品即將或已經(jīng)停售，23款產(chǎn)品不適應(yīng)新設(shè)計(jì)，產(chǎn)品迭代較快。GaN產(chǎn)品的供給廠家及產(chǎn)品量較前幾年已經(jīng)顯著增長(zhǎng)，對(duì)比2021年Mouser數(shù)據(jù)顯示，共有約119款GaN HEMT系列產(chǎn)品在架。
此外，對(duì)比Si而言，GaN品類仍然屬于小眾，digikey在售功率晶體管超過20000款，GaN產(chǎn)品占整體約1%。
中壓650V產(chǎn)品成為主流，大電流產(chǎn)品仍然稀缺
從電壓來看，產(chǎn)品主要集中在600V-750V，150款產(chǎn)品，占比超過50%，100-200V產(chǎn)品約55款，占比18%。而900V以上的產(chǎn)品，主要為Transphorm推出的兩款產(chǎn)品。
從電流來看，200V以內(nèi)產(chǎn)品，在售產(chǎn)品的主要分布在50A以下，但100A以上大電流產(chǎn)品也不少。而在售的600V-750V產(chǎn)品電流基本在60A以下，大電流產(chǎn)品仍然較為稀缺。
2024年Q4國(guó)際上商業(yè)化的GaN電力電子器件性能
對(duì)比2024年Q4與2021年Q4的GaN功率器件的性能情況，顯著看到的是600V到700V的中高壓產(chǎn)品增加，成為主流。但大電流產(chǎn)品并未增加，包括200V以內(nèi)和600V以上的大電流產(chǎn)品，能供應(yīng)的仍然較少，且價(jià)格都比較高，仍是屬于高端稀缺的品類。
650V-750V 產(chǎn)品導(dǎo)通電阻最低達(dá)到18毫歐
持續(xù)追求效率提高，降低功率損耗是GaN的優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)通電阻是新產(chǎn)品持續(xù)改良的性能指標(biāo)。根據(jù)不同Id、Vgs時(shí)導(dǎo)通電阻（最大值）進(jìn)行分析，650V-750V 產(chǎn)品導(dǎo)通電阻最低達(dá)到18毫歐，但大部分產(chǎn)品的導(dǎo)通電阻在50-150毫歐之間。200V以內(nèi)GaN產(chǎn)品導(dǎo)通電阻最低達(dá)到1毫歐，超過半數(shù)產(chǎn)品的導(dǎo)通電阻低于10毫歐。
QFN封裝占整體6成以上
從封裝形式來看，為滿足緊湊的設(shè)計(jì)，更好適用于空間受限的應(yīng)用，特別是體積更小，更高效的電源適配器和充電器。QFN及其衍生封裝形式占據(jù)GaN功率產(chǎn)品的主流，占整體6成以上，且占比進(jìn)一步提升；而TO仍然占據(jù)15%的比例。相較于2020年，QFN僅占比不到20%；而TO占到接近40%。
同時(shí)，相較于前幾年，BGA（包括VFBGA、WLBGA等衍生形式）、LGA及CSP也開始在GaN采用，多適用于100 V及以下的高功率產(chǎn)品，如Nexperia 的GAN3R2-100CBEAZ，100V，耗散功率達(dá)349W，采用8-XFBGA，WLCSP的封裝箱體。
國(guó)外主流企業(yè)推出的GaN新品情況
從推出的新產(chǎn)品來看，導(dǎo)通電阻進(jìn)一步降低。EPC于2024年年初推出的100V的GaN FET，其導(dǎo)通電阻RDS（on）僅為1mΩ，而此前EPC于2021年、2022年推出的同類型100V產(chǎn)品的導(dǎo)通電阻RDS（on）分別為3.9mΩ和2mΩ。
國(guó)外主要企業(yè)在2024年推出的功率GaN 新產(chǎn)品
而從新品來看，封裝集成仍是24年新品的重要趨勢(shì)。如EPC推出了專為太空應(yīng)用而兩款抗輻射GaN功率級(jí)IC，是集成了單芯片驅(qū)動(dòng)器和GaN 功率器件的半橋功率IC。
Transphorm與臺(tái)灣Weltrend Semiconductor合作推出兩款GaN產(chǎn)品，采用系統(tǒng)級(jí)封裝((SiPs)形式集成了Weltrend的高頻多模(QR/谷開關(guān))反饋式PWM控制器和Transphorm的150mΩ和480mΩ 650V SuperGaN場(chǎng)效應(yīng)管。
Navitas的GaNSafe增加了TOLT封裝系列，增強(qiáng)了散熱，同時(shí)為滿足高要求的大功率應(yīng)用而設(shè)計(jì)，第四代產(chǎn)品集成了控制、驅(qū)動(dòng)、傳感和關(guān)鍵保護(hù)功能。
市場(chǎng)價(jià)格情況
就價(jià)格來看，2024年底整體GaN晶體管的平均單價(jià)約2.4元/A;大部分單只產(chǎn)品的價(jià)格低于70元/只。
2024年底國(guó)際主流廠家600V~800V的 GaN晶體管產(chǎn)品價(jià)格分布情況(美元，不含稅）
分電壓來看，650V的產(chǎn)品價(jià)格的平均值為2.77元/A，基本與上年持平，略有回升。100V的產(chǎn)品價(jià)格的平均值為1.82元/A，40V的產(chǎn)品價(jià)格的平均值為1.39元/A。但從單只均價(jià)來看，電壓低的產(chǎn)品電流較高，因此40V、100V、650V的產(chǎn)品單價(jià)均在30元/只左右。
分電壓來看，650V的產(chǎn)品價(jià)格的平均值為2.77元/A，基本與上年持平，略有回升。100V的產(chǎn)品價(jià)格的平均值為1.82元/A，40V的產(chǎn)品價(jià)格的平均值為1.39元/A。但從單只均價(jià)來看，電壓低的產(chǎn)品電流較高，因此40V、100V、650V的產(chǎn)品單價(jià)均在30元/只左右。
從廠家來看，Infineon、Transphorm目前在售產(chǎn)品較多，其產(chǎn)品均價(jià)基本在3元/A。而刨除Analog Power Inc.外，Cambridge GaN Devices、Rohm Semiconductor相對(duì)均價(jià)較高，兩者目前供應(yīng)的品類相對(duì)較少。
2024年底國(guó)際主流廠家600V~800V的 GaN晶體管產(chǎn)品平均價(jià)格情況
（來源：材料深一度）
