文 | 半导体产业纵横
近期，全球领先的氮化镓 （GaN） 功率芯片企业纳微半导体 （Navitas Semiconductor） 提交的一份合作文件，在全球化合物半导体行业掀起轩然大波。文件披露，其长期核心合作伙伴 —— 全球晶圆代工巨头台积电 （TSMC） 计划于 2027 年 7 月正式终止氮化镓晶圆生产业务。与此同时，纳微半导体宣布与力积电达成合作，共同推进业内领先的 8 英寸硅基氮化镓技术量产。这一系列动态，预示着全球氮化镓代工格局或将迎来重塑。
台积电的氮化镓征程
在氮化镓技术从实验室走向产业化的浪潮中，台积电并非简单的追随者，而是凭借深厚的 CMOS 制造经验与前瞻视野，成为硅基氮化镓 （GaN-on-Si） 技术路线产业化的关键推动者。
台积电的氮化镓布局可追溯至 2011 年。当时，氮化镓功率器件尚处于商业化前夜，台积电基于对未来能源效率升级与高频通信需求爆发的预判，率先启动技术研发。历经四年攻坚，2015 年成功实现 GaN-on-Si 工艺量产，一举构建起覆盖多电压等级的完善技术平台：
- 650V 高压平台：聚焦电源适配器、电机控制器、光伏逆变器等对能效要求苛刻的领域；
- 100V 中压平台：瞄准服务器电源、笔记本供电系统及 WiFi 基站射频功放 （RF-PA） 市场；
- 40V 低压平台：应用于 WiFi 与基站的射频开关 （RF-switch） 场景。
量产首年 （2015-2016 年），台积电便吸引 15 家以上早期客户，完成 50 余款新产品流片，为业务扩张奠定坚实基础。2017 年，与纳微半导体等企业的合作成为重要转折点 —— 台积电代工的 Navitas GanFast 功率 IC 大规模出货，率先在消费电子快充领域实现颠覆性突破。至 2023 年，台积电已占据全球氮化镓晶圆代工 40% 的市场份额，与德国 X-Fab（33%）、中国台湾汉磊 （Episil，16%） 形成 「一超两强」 的格局。
值得注意的是，台积电从起步阶段就将可靠性作为核心竞争力。其氮化镓产品早期即通过严苛的 JEDEC 认证乃至 MIL-STD 军用标准，验证了在高温、高压、高湿度等极端环境下的稳定性能，为切入工业与通信等高端市场铺平道路。
台积电 「急流勇退」
值得关注的是，此前纳微半导体的氮化镓业务交由台积电生产。而台积电在近期被传出将退出氮化镓市场，竹科的晶圆厂相关产线将停止生产。就在 7 月 3 日，台积电发表声明表示，经过长期业务的完整评估后，公司决定在未来两年内逐步退出氮化镓 （GaN） 业务。「我们正与客户密切合作，确保顺利过渡，并在此期间继续致力于满足他们的需求。」
在这之前，台积电曾对氮化镓业务展示了积极的布局与进展。2024 年初的年报显示，公司第二代 650V/100V E-HEMT 技术已完成可靠性验证，计划于 2025 年投产；同时，台积电也在积极推进 8 英寸氮化镓-on-硅 （GaN-on-Si） 技术的开发工作，预计该技术将于 2026 年开始投产。
台积电的退场显得颇为急不可耐。猜测原因有以下三点：
1、业务优先级重构：高利润领域的虹吸效应
台积电氮化镓代工业务的投片量相对较小，其当前 6 英寸晶圆月产能仅 3000-4000 片，便头部客户如纳微半导体占据大部分产能，对整体营收的贡献仍微乎其微。相较之下，AI 芯片领域的先进制程与封装业务展现出更强的利润吸引力。
从当下的最新布局来看，台积电正在进行战略重心转移，剥离相对低利润的 GaN 代工业务，转向高性能计算，或者 AI 芯片等需求更高的领域。摩根士丹利数据显示，台积电 CoWoS 先进封装产能将从 2025 年底的 70k 提升至 2026 年的 90-95k，增幅达 33%。其中，英伟达 Blackwell 架构 GPU 揽下七成 CoWoS-L 产能，Rubin 芯片也保持增量。受益于 AI 需求爆发，台积电先进封装营收占比预计从 2024 年的 8% 提升至 2025 年的 10% 以上。战略重心向高回报领域倾斜，成为必然选择。
2. 市场竞争恶化：价格战挤压利润空间
尽管氮化镓市场规模快速扩张，但盈利能力未能达到台积电的内部预期。特别是近年来，以中国 IDM 厂商英诺赛科 （Innoscience） 为代表的新势力，凭借自有 8 英寸晶圆制造能力形成成本优势，在全球消费电子市场发起激烈价格竞争。这一变化，极有可能导致行业逐渐陷入 「增收不增利」 的红海格局。
3. 原料供应链风险：镓管制加剧成本不确定性
2023 年 7 月 3 日，中国商务部、海关总署发布公告，决定对镓、锗相关物项实施出口管制，自当年 8 月 1 日起正式实施。2024 年 12 月 3 日，商务部又发布公告，原则上不予许可镓、锗、锑、超硬材料相关两用物项对美国出口。这些管制措施主要是为了维护国家安全和利益、履行防扩散等国际义务。
尽管今年氮化镓市场经历了一些变动，例如专注于碳化硅和氮化镓等第三代半导体的 Wolfspeed 宣布进行破产重组，又如台积电决定退出氮化镓业务，氮化镓依然被视为未来的重要新兴技术之一。
后台积电时代
在台积电离场之后，接下来有谁能接手呢？
业内普遍认为，台积电的硅基氮化镓技术与力积电工艺具有高度兼容性，这为纳微半导体等客户转单提供了低成本过渡的可能。根据合作计划，纳微将启用力积电苗栗竹南科学园区 8B 厂的 8 英寸产线，依托 180nm CMOS 工艺实现 GaN-on-Si 生产。此举有望在性能、功耗效率、集成度及成本控制上形成综合优势，产品覆盖 100V~650V 电压等级，精准对接 48V 基础设施 （超大规模 AI 数据中心、电动汽车） 的需求。
按照时间表，首批产品认证预计 2025 年第四季度完成，100V 系列 2026 年上半年投产，650V 产品将在 12-24 个月内完成从台积电到力积电的转产。
目前主流 GaN 晶圆制程以 GaN-on-Si（氮化镓外延层生长在硅衬底） 为主，主要集中在 6 英寸和 8 英寸产线上。以台积电为例，其以 150 毫米 （6 英寸） 硅衬底工艺为核心，服务包括 Navitas、意法半导体与 GaN Systems 等企业，提供高压 GaN 晶圆制造代工。但由于整体 GaN 市场体量相较 CMOS 远小，加之定价难以形成规模溢价，台积电的 GaN 业务始终维持在较低投片规模。
如今，台积电决定于 2027 年前逐步退出 GaN 晶圆代工业务。而与此同时，英飞凌则在大力推进 300 毫米 GaN 晶圆 IDM 自建产线，力图在效率与成本上获得先发优势。 两位主要的玩家选择不同，逻辑也不同。
随着 GaN 半导体需求的持续增长，英飞凌正抓住这一趋势，巩固其作为 GaN 市场领先垂直整合制造商 （IDM，以下同） 的地位。近日，英飞凌宣布其在 300mm 晶圆上的可扩展 GaN 生产已步入正轨。随着首批样品将于 2025 年第四季度向客户提供，英飞凌有望扩大客户群体，并进一步巩固其作为领先氮化镓巨头的地位。
英飞凌的生产策略主要以 IDM 模式为主，即拥有从设计到制造和销售最终产品的整个半导体生产流程。公司的内部生产策略是市场上的一个关键差异化因素，具有多重优势，如能提供更高质量的产品、更快的产品上市时间以及出色的设计和开发灵活性。英飞凌致力于为氮化镓客户提供支持，并可扩大产能以满足他们对可靠的 GaN 电源解决方案的需求。
凭借其技术领先优势，英飞凌已成为首家在现有大批量生产基础设施内成功开发出 300mm GaN 功率晶圆技术的半导体制造商。与现有的 200mm 晶圆相比，300mm 晶圆上的芯片生产在技术上更加先进，效率也显著提高，因为更大的晶圆直径可使芯片生产效率提高 2.3 倍。这些增强的能力，加上英飞凌强大的 GaN 专家团队，以及业界最广泛的知识产权组合，恰好可以满足基于 GaN 的功率半导体在工业、汽车、消费、计算和通信等领域快速普及，包括 AI 系统电源、太阳能逆变器、充电器和适配器以及电机控制系统等。
值得思考的是，在氮化镓代工市场利润偏低、规模有限的背景下，Fabless（无晶圆厂） 模式的生存空间正面临考验。而英飞凌凭借 IDM 模式结合大尺寸晶圆的技术与成本效率，或许将引领行业进入新的竞争维度。
尽管 Wolfspeed 破产重组、台积电退场等事件引发短期震荡，但氮化镓作为第三代半导体的核心技术，其在高效能源转换、高频通信等领域的不可替代性，仍使其被公认为未来十年最具潜力的新兴技术之一。这场由台积电退场引发的行业洗牌，或将加速氮化镓产业从 「技术突破」 向 「规模落地」 的转型进程。
