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Investitionswert der heimischen Galliumnitrid-Bahn
          1. Investitionswert der Galliumnitrid-BahnDie Materialeigenschaften von Halbleitern der dritten Generation werden nach und nach einen Teil des Marktes für siliziumbasierte Leistungshalbleiter ersetzen. Dies wurde durch Marktanwendungen kontinuierlich bestätigt und ist im Grunde allgemein anerkannt. Im Vergleich zu Siliziumkarbid zählen zu den aktuellen Hauptnachteilen von siliziumbasiertem Galliumnitrid die niedrige Nennspannung und der Mangel an Daten zur Zuverlässigkeitsprüfung. Aufgrund der geringen Gesamtleistung von siliziumbasiertem Galliumnitrid haben sich Skaleneffekte zudem noch nicht ausgezahlt, was zu keinem Kostenvorteil gegenüber Siliziumkarbid führt. Hersteller von siliziumbasiertem Galliumnitrid treiben jedoch derzeit die Entwicklung von Produkten mit hoher Spannungsfestigkeit (derzeit 1200-V-Produkte) und hoher Zuverlässigkeit (derzeit liegen ideale Zuverlässigkeitsdaten für Hochspannungsbauelemente vor) durch Epitaxie, Bauelementstruktur und Ansteuerschaltungen voran. Darüber hinaus hat sich der Verkaufspreis von Galliumnitrid-Bauelementen dem von Silizium-MOS angenähert, und Produktleistung, Qualität und Kosten nähern sich zunehmend einem optimalen Verhältnis. Im Vergleich zu Siliziumkarbid bietet Galliumnitrid zudem…Das auf Silizium basierende Galliumnitrid selbst bietet eine höhere Energieeffizienz und geringere Kosten. Im Spannungsbereich von 600 V bis 1200 V wird sich siliziumbasiertes Galliumnitrid als äußerst wettbewerbsfähige Technologie erweisen.Darüber hinaus werden aufgrund der kontinuierlichen Anwendung von Siliziumkarbid in der Automobil- und Photovoltaikbranche Milliarden, wenn nicht gar Dutzende Milliarden, im In- und Ausland investiert. Man kann intuitiv erkennen, dass der Markt für Siliziumkarbid sehr groß ist, während der Markt für Galliumnitrid, das in kleinen Ladeköpfen verwendet wird, deutlich kleiner erscheint. Laut Daten von Yole wird der Markt für Siliziumkarbid im Jahr 2025 ein Volumen von 2.5 Milliarden US-Dollar erreichen, während für Galliumnitrid im Jahr 2026 ein Volumen von 1 Milliarde US-Dollar prognostiziert wird. Auf den ersten Blick ist der Gesamtwert der Siliziumkarbidproduktion tatsächlich um ein Vielfaches höher als der von Galliumnitrid.    Der Opportunitätswert von Siliziumkarbid und siliziumbasiertem Galliumnitrid ist für die meisten inländischen Unternehmen jedoch tatsächlich gleichwertig:   Eine Möglichkeit besteht darin, den Produktionswert des Substrats zu berücksichtigen. Die Kostenstruktur ist unterschiedlich, und der Produktionswert von Siliziumkarbid-Unternehmen ohne Substratverbindungen wird erheblich reduziert sein.Die Kosten für das Siliziumkarbidsubstrat betragen etwa 50 %, die Kosten für den Epitaxie-Wafer etwa 20 % und die Kosten für die Geräteherstellung, Verpackung und Prüfung 30 %. Die Substratkosten für Galliumnitrid sind praktisch vernachlässigbar, die Epitaxiekosten betragen 50 %, und der verbleibende Wertanteil der Geräte ist höher.    Zweitens sollte der Outputwert der Fahrzeugspezifikationen berücksichtigt werden. Die Marktanforderungen sind unterschiedlich. Siliziumkarbid konzentriert sich auf Automobilspezifikationen, während Galliumnitrid den Fokus auf den Verbrauch legt.Laut Daten von Yole wird der Anteil der Nachfrage nach Galliumnitrid am Markt für Elektrofahrzeuge im Jahr 2025 voraussichtlich bei rund 61 % liegen. Ebenfalls laut Yole entfallen etwa 70 % der Marktnachfrage auf Galliumnitrid in Verbraucherqualität. Derzeit haben inländische Siliziumkarbidhersteller noch einen langen Weg vor sich, um großflächige Anwendungen im Automobilmarkt zu realisieren.  Der dritte Schritt besteht darin, den Ausgangswert des MOS zu berücksichtigen. Die inländischen Siliziumkarbid-Unternehmen konzentrieren sich derzeit hauptsächlich auf den SBD-Markt, MOS wird noch selten ausgeliefert.Laut den von Yole veröffentlichten Daten wird der Produktionswert von MOS nach 2022 mehr als die Hälfte ausmachen. Da der Markt später hauptsächlich von Elektrofahrzeugen getrieben wird, wird der Anteil von MOS weiter steigen. Aufgrund der Zuverlässigkeits- und Prozessprobleme von Siliziumkarbid-MOS ist es für inländische Hersteller jedoch nach wie vor schwierig, eine großflächige Vermarktung und Anwendung sicher und mutig umzusetzen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Produktionswert inländischer Siliziumkarbid-Unternehmen, wenn man den Produktionswert für Substratmaterialien, den Automobilmarkt und Nicht-Automobil-MOS ausklammert, sich nicht wesentlich von dem von siliziumbasiertem Galliumnitrid unterscheidet. Angesichts der Marktwachstumsraten von 30 % für Galliumnitrid und 70 % für Siliziumkarbid ist siliziumbasiertes Galliumnitrid aus Sicht der industriellen Skalierung ein vielversprechender Ansatz. Muscle Man Silicon Carbide und Flash Gallium Nitride konzentrieren sich auf den Industrie- bzw. Konsumgütermarkt. Die Unterschiede in den Qualitätsanforderungen, der Marktpreisgestaltung und den Markteinführungszyklen werden hier nicht detailliert erörtert.Insgesamt dürfte die Marktelastizität von Galliumnitrid, das sich auf Anwendungen im Konsumbereich konzentriert, jedoch höher sein.Da die Entwicklung von Siliziumkarbid-Leistungselektronik bereits relativ weit fortgeschritten ist, gibt es in China im Wesentlichen nur wenige anerkannte, qualitativ hochwertige Unternehmen in den Bereichen Substrat, Epitaxie, Geräteherstellung oder IDM, wodurch sich das Zeitfenster für neue Geschäftsmöglichkeiten für Unternehmer verkleinert.  
  2. Chancen und Vorteile inländischer Galliumnitrid-Unternehmen
  (1) „Hohes Wachstum + hohe Konzentration“ bietet Chancen für neue AkteureLaut Daten von Yole betrug der Gesamtmarkt im Jahr 2020 lediglich 46 Millionen US-Dollar und soll bis 2026 auf 1.1 Milliarden US-Dollar anwachsen. Der Markt für GaN-Leistungshalbleiter wird von 2020 bis 2026 ein Wachstum von 70 % verzeichnen – eine 23-fache Steigerung innerhalb von sechs Jahren. Dieses hohe Branchenwachstum wirft die Frage auf, wie die Stabilität der Lieferkette für Galliumnitrid-Bauelemente sichergestellt werden kann. Derzeit halten Navitas und Pi, die beiden weltweit führenden Hersteller, zusammen über 70 % des globalen Marktanteils. Chinesische Markenhersteller verwenden hauptsächlich die Galliumnitrid-Ladelösungen eines dieser beiden Unternehmen.  Kurzfristig,Die vorgelagerte Lieferkette ist stark konzentriert, und es besteht eine strikte Forderung an große Markenhersteller von Stromversorgungsprodukten, die Risiken in der Lieferkette zu diversifizieren.Auf Dauer,Verglichen mit dem aktuellen Marktanteil von 65 % für siliziumbasierte MOS-Transistoren (CR5) ist die derzeitige Marktkonzentration von Galliumnitrid zu hoch und nähert sich allmählich der Marktstruktur von Silizium an. Dies ist höchstwahrscheinlich nur eine Frage der Zeit.    (2) Das derzeitige inländische Niveau von galliumnitridbasierten Produkten auf Siliziumbasis in China ist vorteilhafter als das von galliumnitridbasierten Produkten auf Siliziumbasis.Im Jahr 2019 erreichten China Resources Micro und Silan Micro, die größten chinesischen MOS- und IGBT-Hersteller, einen Marktanteil von 3 % bzw. 2 % am Weltmarkt. Innosec hätte mit seinen Galliumnitrid-Lieferungen den dritten Platz belegt. Obwohl einige chinesische Galliumnitrid-Startups weniger ausliefern, nehmen sie aufgrund ihrer technologischen und industriellen Ressourcen weltweit eine gute Position ein. Traditionelle Marktführer wie Infineon und Titan mit ihren Galliumnitrid-auf-Silizium-Produkten haben weiterhin Schwierigkeiten, Marktanteile zu gewinnen. In der chinesischen Galliumnitrid-auf-Silizium-Industrie gibt es zwar keine klare Überlegenheit, doch betrachtet man die globale Position chinesischer Unternehmen und das Potenzial an hochqualifizierten Fachkräften im Bereich Galliumnitrid, so ist die aktuelle Gesamtposition deutlich besser als die des Siliziumsektors.  Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die heimischen Unternehmen angesichts eines schnell wachsenden Marktes die Kraft und das Talent besitzen, sich ein großes Stück vom Kuchen zu sichern.       02       „Konzentrierte + geschlossene“ Lieferkette, Wertschöpfung und Risiko
          Die bestehende Lieferkette ist „konzentriert und geschlossen“, wodurch der Markt von einer kleinen Anzahl von Lieferanten bestimmt wird.
  Konzentration bestehender Lieferketten.Im Gegensatz zu Produkten auf Siliziumbasis sind die Material- und Fertigungsprozesse sehr ausgereift, und die Galliumnitrid-Lieferkette verfügt derzeit nur über geringe Produktionskapazitäten mit verifizierter Serienfertigung. Zu den ausländischen Auftragsfertigern zählen hauptsächlich TSMC, Fujitsu und X-Feb. Auf inländischer Ebene ist Sanan Integration der führende Anbieter, und einige andere Auftragsfertiger bereiten sich ebenfalls auf die Produktion vor. Insgesamt sind die Ressourcen der inländischen Lieferkette sehr begrenzt.  Die bestehende Lieferkette ist geschlossen.Aktuell beliefert die globale Galliumnitrid-Foundry mit ihrer Hauptproduktionskapazität nur ein einziges Unternehmen, und Designunternehmen sowie die gesamte Wertschöpfungskette sind eng miteinander verflochten. Als weltweit größter Hersteller von siliziumbasierten Galliumnitrid-Bauelementen (gemessen an den Auslieferungszahlen) belegt Navitas derzeit nahezu die gesamte Galliumnitrid-Produktionskapazität von TSMC, was es anderen Kunden erschwert, Produktionskapazitäten zu erhalten. Diese Konzentration und der damit verbundene Abschluss der Lieferkette haben zu einer sehr hohen Marktkonzentration geführt. Navitas, Pi und Innosec kontrollieren die Kernproduktionskapazität und bestimmen den Markt maßgeblich. Für Kunden von Markennetzteilen ist es daher schwierig, Alternativen zu finden.  
  Es wird erwartet, dass die Lieferketten weiterhin konzentriert und geschlossen bleiben.   kontinuierliche KonzentrationGalliumnitrid ist ein neues Technologieprodukt, dessen Entwicklung in allen Bereichen noch relativ früh ist. Sowohl Endkunden als auch Designunternehmen beobachten die vorgelagerte Lieferkette daher eher zurückhaltend. Da sich bewährte Technologie als zuverlässig erweist, werden Designunternehmen und Stromversorgungskunden ihre Beteiligung an der Lieferkette beschleunigen, sobald eine vollständige und ausgereifte Wertschöpfungskette etabliert ist. Als aufstrebende Technologie ist das gesamte Ökosystem noch relativ unerfahren.Es mangelt an ausgereiften Drittanbietern für Epitaxie-Wafer, und Fachkräfte für Galliumnitrid-Epitaxie und -Prozesse sind sehr selten, was es Unternehmen sehr schwer macht, die Produktionskapazität für „Epitaxie + Fertigung“ zu erweitern.Darüber hinaus muss die Reife einer neuen Lieferkette durch Lieferungen stabilisiert und die Ertragsrate gesteigert werden, was alles Zeit braucht.  Woher stammen Epitaxie-Wafer?Derzeit sind Epitaxie und Fertigung eng miteinander verknüpft, und mehrere Foundries, die in Chargen liefern, verfügen über unabhängige Epitaxie-Produktionskapazitäten.Daher gibt es derzeit keinen unabhängigen Drittanbieter auf dem Markt, der Epitaxie-Wafer in großen Mengen ausliefert.Wenn man also darüber nachdenkt, ob es sich um die Galliumnitrid-Foundry handelt, die derzeit reift, oder um das IDM, das erst noch gebaut werden muss, muss zunächst die Frage nach dem Lösungsweg und der Verifizierungszeit der Epitaxie beantwortet werden.  Wo sind die handwerklichen Talente geblieben?Die Abscheidung von Galliumnitrid auf Silizium erfordert ein umfassendes Verständnis der Materialeigenschaften von Galliumnitrid. Dieses Verständnis basiert auf langjähriger Erfahrung und hat zu einem weltweiten Mangel an Fachkräften mit diesem Fachwissen geführt. Derzeit entwickeln einige Leistungselektronikhersteller mit Silizium-Hintergrund Geschäftsfelder im Bereich Galliumnitrid. Entscheidend ist, wo sich die Experten für die Galliumnitrid-Abscheidung befinden.  Nach der Überprüfung vor Ort iterieren,Die Forschungs- und Entwicklungserfahrung von TSMC zeigt, dass der gesamte F&E-Prozess im Bereich Epitaxie und Prozessentwicklung von Problemen in der Produktanwendung begleitet wird. Dies führt zu wiederholten F&E-Iterationen und stabilisiert die gesamte Lieferkette. Ohne ausreichende Daten zur Vor-Ort-Verifizierung ist die Epitaxie und die Prozessentwicklung daher noch weit von der Marktreife entfernt. Zudem muss das durch die Massenproduktion verursachte Ausbeuteproblem gelöst werden. Als Unternehmen mit den stärksten Kompetenzen im Bereich Prozessentwicklung benötigte TSMC fünf bis sechs Jahre von der Galliumnitrid-Forschung bis zur stabilen Massenproduktion. Obwohl die Forschungs- und Entwicklungsgrundlage der gesamten Branche im Vergleich zur Vergangenheit deutlich verbessert wurde, bleibt die Integration in die vorgelagerten Material- und Fertigungsketten eine große Herausforderung.Wenn wir uns „ausgereifte“ Epitaxie und Prozesse ansehen, müssen wir staunen und einen Verifizierungszyklus durchführen.   fortgesetzte SchließungDa Galliumnitrid auf Siliziumbasis ein aufstrebendes Gebiet der Halbleiterfertigung ist, hat die Galliumnitrid-Produktionskapazität von TSMC bis zum heimischen Unternehmen Sanan Integration gerade erst begonnen. Sobald ein Designunternehmen auf den Markt kommt, wird es den größten Teil der Produktionskapazität des Unternehmens beanspruchen, und die Auswirkungen der Produktionskapazität auf die Aufträge werden einen starken Resonanzeffekt haben:Das Designunternehmen hat ein hohes Versandvolumen → eine hohe Nachfrage nach Produktionskapazität → hervorragende Unterstützung durch die Gießerei → die Lieferkette ist gesichert → die Lieferkette ist stabiler → die Nachfrage nach Kundenaufträgen ist höher → das Designunternehmen hat ein hohes Versandvolumen → eine hohe Nachfrage nach Produktionskapazität…  
  Investitionsdenken Für ein Unternehmen, das Galliumnitrid auf Siliziumbasis herstellt, ist eine langfristige und stabile vorgelagerte Lieferkette von entscheidender Bedeutung.   Wenn Sie in Fabless investieren, das die schnellsten Lieferungen bietet, werden die Ressourcen in beschleunigtem Tempo konzentriert, und das Risiko, langsam zu sein, ist sehr hoch.aus verschiedenen Gründen,Derzeit ist die heimische Fabless-Industrie hauptsächlich von inländischen Foundry-Unternehmen abhängig. Deren Epitaxieverfahren und Technologien befinden sich jedoch noch in der Reifephase, und die Produktionskapazität ist insgesamt gering. Aktuell ist das Liefervolumen heimischer Fabless-GaN-auf-Si-Unternehmen noch niedrig, und kein Unternehmen hat einen starken Einfluss auf die Produktionskapazität der Foundry-Unternehmen. Sobald ein Fabless-Unternehmen also Großaufträge akquirieren kann, sichert es sich durch die Sicherung von Produktionskapazitäten eine sehr vorteilhafte Wettbewerbsposition. Langsame Fabless-Unternehmen laufen Gefahr, keine Produktionskapazitäten aufzubauen.    Der Schlüssel zur Investition in einen IDM mit umfassender Erfahrung in der Technologie „Epitaxie + Fertigung“ liegt in der Frage der Herstellbarkeit. Falls dies gelingt, wird es sich um eine weltweit knappe Ressource handeln.Für IDM ist es derzeit äußerst schwierig, die Epitaxie und Herstellung von Galliumnitrid zu realisieren und die erforderlichen Ausbeute- und Zuverlässigkeitsanforderungen zu erfüllen – eine beachtliche Leistung. Sobald dies gelingt, wird der damit verbundene Pioniervorteil jedoch enorm sein.        03       Der technische Weg hängt von der Technologie, aber auch von der Ökologie ab.
Galliumnitrid-Transistoren leiten Strom über ein zweidimensionales Elektronengas, das durch den piezoelektrischen Effekt an der Grenzfläche zweier Materialien mit unterschiedlichen Bandlücken (üblicherweise AlGaN und GaN) entsteht. Da das zweidimensionale Elektronengas nur bei hoher Elektronenkonzentration Strom leitet, tritt das Sperrverzögerungsproblem der Silizium-MOSFET-Body-Diode nicht auf. Das bedeutet, dass Drain und Bauelement des Galliumnitrid-Transistors leitend sind, wenn keine Spannung zwischen Gate und Source anliegt – er ist also normalerweise leitend. Um dieses Problem zu lösen, gibt es in der Industrie üblicherweise zwei Ansätze: Zum einen die Kaskadenschaltung (Cascode) mit in Reihe geschalteten MOSFETs; zum anderen die Verwendung einer P-GaN-Struktur (Single-Tube Enhancement Mode), bei der eine p-dotierte Galliumnitrid-Epitaxieschicht auf das Gate aufgebracht wird. Beide Ansätze haben aus technischer Sicht Vor- und Nachteile und lassen sich daher nicht direkt miteinander vergleichen. Der Hauptnachteil der Einzelröhren-Verstärkungsstruktur besteht in der relativ geringen Gate-Zuverlässigkeit und der niedrigen Spannungsfestigkeit. Der Hauptnachteil der Kaskadenstruktur ist das durch parasitäre Induktivitäten verursachte EMV-Problem.  Zuverlässigkeit.Gates mit unterschiedlichen technischen Strukturen weisen unterschiedliche Störfestigkeitsreserven auf. Die Gate-Ansteuerspannungen von P-GaN und Cascode liegen üblicherweise bei etwa 7 V bzw. 18 V, die Gate-Einschaltspannungen bei 6 V bzw. 8 V. Das direkte Problem besteht darin, dass die Störfestigkeitsreserve der P-GaN-Struktur nur etwa 1–2 V beträgt, was eine größere Herausforderung für die Zuverlässigkeit darstellt. Strukturell betrachtet ist die Zuverlässigkeit von Cascode deutlich höher als die von P-GaN, weshalb es sich besser für industrielle Anwendungen eignet.  Druckbeständig.Spannungsfestigkeit des Bauelements. Cascode weist aufgrund der Spannungsteilung in Siliziumröhren eine vergleichsweise höhere Spannungsfestigkeit auf. Aktuell liegt die Spannungsfestigkeit von P-GaN-Bauelementen noch unter 650 V. Cascode erreicht 1200 V und erfüllt damit zahlreiche industrielle Spannungsanforderungen.  Elektromagnetische Störungen.Bei Cascode müssen das Siliziumrohr und das Galliumnitrid-Bauelement miteinander verbunden werden, was zu einer hohen parasitären Induktivität führt. Bei höheren Frequenzen steigt die elektromagnetische Induktivität (EMI). Prozesstechnisch benötigen Cascode und P-GaN jeweils einen bzw. zwei Epitaxie-Aufbauschritte. Der Gesamtprozessaufwand bei Cascode ist geringer als bei P-GaN. Die Ansteuerung von Cascode entspricht der Ansteuerung herkömmlicher Silizium-MOSFETs, wodurch der Gate-Schutz weniger umfangreich ist und die Anforderungen entsprechend niedriger ausfallen. Kostentechnisch gesehen benötigt Cascode nur einen Epitaxie-Aufbauschritt, was die Waferkosten senkt, die Gesamtverpackungskosten jedoch erhöht. Aufgrund des derzeit hohen Liefervolumens von P-GaN ist die Gesamtkostenstruktur insgesamt günstiger.  Tabelle 1 Vergleich der Vor- und Nachteile der GaN-Bauelementstruktur  

tippe	Kaskade	Verbessern
Zuverlässigkeit	Ausgezeichnet	weniger
Parasitäre Induktivität	empfindlich	unempfindlich
Druckbeständig	Ausgezeichnet	weniger
Werkzeuge	Ausgezeichnet	weniger
Prozessschwierigkeit	schwieriger	Katastrophe
Fahrschwierigkeiten	Einfache	Katastrophe

        Aus technischer Sicht besteht der größte Unterschied zwischen den beiden darin, dass die Kaskadenstruktur Probleme industrieller Anwendungen vorübergehend löst.Da die Zuverlässigkeit und Spannungsfestigkeit der Kaskadenstruktur vorteilhafter sind, veröffentlichte Transphorm als Vertreter dieser Architektur Ende letzten Jahres vergleichsweise günstige Ausfallraten für Hochspannungsbauelemente. Aktuell bietet die Kaskadenstruktur im Industriemarkt deutliche Vorteile. Die Einzelröhren-Enhancement-Mode-Struktur verbessert derzeit die Zuverlässigkeit von P-GaN-Bauelementen durch präzisere Ansteuerungs- und Stromversorgungslösungen und erhöht die Spannungsfestigkeit durch Substrattechnologien wie QST. Es wird jedoch noch einige Zeit dauern, bis diese Technologie ausgereift ist.            Bei der Entwicklung industrieller Technologiewege spielt jedoch neben der Technologie selbst oft auch die Ökologie der Industrie eine sehr wichtige Rolle.Da die industriellen Wertschöpfungsketten der Kaskadenstrukturen Pi und Transphorm relativ geschlossen sind, befindet sich das industrielle Ökosystem der offeneren Single-Tube-Technologie noch in der Entwicklung. Derzeit verfolgen mehrere Foundries, die OEM-Dienstleistungen im In- und Ausland anbieten, den Single-Tube-Prozess. Auch die meisten Hersteller von nachgelagerten Power-Management-ICs konzentrieren sich auf Single-Tube-Lösungen. Das gesamte Ökosystem ist auf diesen Technologieweg weitgehend ausgerichtet. Es wird erwartet, dass die Technologieiteration und Kostenoptimierung der Single-Tube-Technologie-Wertschöpfungskette weiter voranschreiten und sich kurz- bis mittelfristig als Standardtechnologie etablieren wird.      04       Anwendungslösungen, F&E-Ressourcen und Chancenfenster
         
Galliumnitrid ist eine aufstrebende Technologie. Aktuell werden Design und Anwendung von Gesamtlösungen noch maßgeblich von Herstellern von Galliumnitrid-Bauelementen bestimmt. Eine Reihe von Herstellern von Leistungsmanagement-ICs hat sich jedoch nach und nach etabliert und bietet Lösungen mit Treiber- und Steuerungschips als Kern an.  Tabelle 2: Haupttypen der GaN-Anbieter  

Kategorie		Repräsentatives Unternehmen	Struktur
GaN-dominant	GaN	Innosec	GaN
		Gan-Systeme	GaN
	GaN + Treibersteuerung	Pi	Gesteuerte Ansteuerung GaN-Gehäuse
		Navitas	Treiber-GaN-Einzelchip
Energiemanagement-Leitungen	Drive+Control	NXP	LLC-Kontrolle
		ON Semiconductor	Direktantrieb und LLC-Steuerung
	GaN + Treibersteuerung	Dongke	GaN zur Steuerung der Verpackung
		biyiwei	Driver+GaN

Unternehmen mit Schwerpunkt auf Galliumnitrid und Energiemanagement weisen unterschiedliche Vorteile auf. Die Hauptvorteile von Galliumnitrid-Bauelementherstellern: Sie beherrschen die knappen Ressourcen der Lieferkette für Galliumnitrid-Bauelemente, verfügen über ein tieferes Verständnis dieser Bauelemente und können als First Mover relevante Lösungen schnell auf den Markt bringen. Die Hauptvorteile von Unternehmen im Bereich Energiemanagement-Chips: Sie besitzen Designkompetenz für Treiber- und Steuerungs-ICs, Erfahrung in der Entwicklung von Stromversorgungslösungen, Kompetenz in der AC/DC-Versiegelungstechnologie und Ressourcen in der Lieferkette für Verpackungen sowie eigene Vertriebskanäle für Stromversorgungslösungen.
Um eine ideale Galliumnitrid-Lösung zu schaffen, müssen Unternehmen, die auf Silizium-basiertem Galliumnitrid basieren, nicht nur gute Leistungshalbleiter herstellen, sondern auch Antriebs- und Steuerungs-IC-Technologie sowie Stromversorgungslösungen sind von großer Bedeutung.Galliumnitrid auf SiliziumEs handelt sich um ein Energieunternehmen, und in der Anfangsphase war es auch ein Stromversorgungsunternehmen.Im Vergleich zu siliziumbasierten Lösungen muss die Galliumnitrid-Lösung Probleme wie die Gate-Spannungsfestigkeit von Galliumnitrid-Bauelementen, die durch hohe Frequenzen bedingte Zuverlässigkeit und EMV-Probleme lösen. Zudem gilt es, die Vorteile von Galliumnitrid hinsichtlich hoher Effizienz und geringer Größe in traditionellen Topologiestrukturen voll auszuschöpfen. Daher erfordert die Gesamtlösung: 1. Ein umfassendes Verständnis der Eigenschaften von Galliumnitrid-Bauelementen; 2. Starke Designoptimierungsfähigkeiten auf Lösungsebene. Beide Aspekte müssen einander genau verstehen und auf F&E-Ebene eng zusammenarbeiten und iterativ weiterentwickeln, um eine optimale Stromversorgungslösung zu erzielen.Durch die enge Zusammenarbeit bei der Forschung und Entwicklung von Galliumnitrid-Bauelementen, Treiberschaltungen und Steuerschaltungen können wir eine gute Lösung liefern.Wir beobachten, dass sowohl Pi als auch Navitas sich intern auf die Lösung der genannten Probleme konzentrieren. Auch inländische Unternehmen, die auf Silizium-basiertem Galliumnitrid basieren, bauen eigene Forschungs- und Entwicklungsökosysteme sowie solche für Power-Management-ICs auf. Es bedarf besonderer Aufmerksamkeit, wie inländische GaN-auf-Si-Unternehmen die F&E-Kooperation im Bereich Leistungshalbleiter und Power-ICs gestalten können und ob sie über starke Ressourcen an Leistungslösungen, technisches Know-how und fundierte F&E-Partner verfügen. Zu den aktuell führenden Lösungen zählen Pi, Navitas und Innosec. Der Integrationsgrad der Chips dieser drei Unternehmen sinkt kontinuierlich. Pi verwendet ein Controller-, Treiber- und GaN-Bauelement-Gehäuse, Navitas integriert Treiber und Galliumnitrid-Bauelement auf einem einzigen Chip, und Innosec setzt auf ein einzelnes Galliumnitrid-Bauelement. Dadurch ergeben sich drei unterschiedliche Lösungen. Derzeit konzentrieren sich die Lösungen der führenden Netzteilhersteller auf diese drei Typen. Daher ist der Widerstand gegen die Übernahme gängiger Lösungen relativ gering. Differenzierte Lösungen erfordern die Entwicklung eigener Systeme.      05       Exkurse und Schlussfolgerungen

Es gibt derzeit verschiedene Ansichten: Erstens sei die Galliumnitrid-Produktion nicht rentabel; zweitens sei die technologische Schwelle für Galliumnitrid niedrig und es befänden sich zahlreiche Produktionsanlagen im Inland im Bau. Wirtschaftlich betrachtet können mit steigendem Produktionswert die Ausbeute und die Kapazitätsauslastung der einzelnen Unternehmen ein höheres Niveau erreichen. In einem Markt mit unvollkommenem Wettbewerb dürfte diese Produktionslinie kurz- bis mittelfristig rentabler sein als die Silizium-basierte Energieerzeugung. Was die Produktionskapazitäten betrifft, so wurden in den Medien derzeit viele Projekte für die Galliumnitrid-Produktion auf Siliziumbasis angekündigt. Bei Interesse können Sie diese einzeln prüfen. Wie viele Produktionskapazitäten sind tatsächlich in Betrieb? Sie können auch abschätzen, wie viele Produktionskapazitäten voraussichtlich in den nächsten zwei bis drei Jahren in Betrieb gehen werden. Ich werde hier nicht weiter ins Detail gehen.  GaN-auf-Silizium ist ein aufstrebendes Forschungsgebiet. Derzeit ist es sehr schwierig, die Technologie von Bauelementen bis hin zu Komplettlösungen weiterzuentwickeln und eine stabile und wirtschaftliche vorgelagerte Lieferkette aufzubauen. Entsprechende Unternehmen und Teams sind zudem sehr selten.  

Sofern es die oben genannten Probleme gut lösen kann, wird es ein seltenes Unternehmen im Bereich der Silizium-basierten Galliumnitrid-Herstellung sein, das nicht durch bestimmte Geschäftsmodelle, Unternehmenshintergründe, Wafergrößen und technische Ansätze für Epitaxie und Bauelemente eingeschränkt ist.

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