2025年英诺赛科研究报告:全球氮化镓龙头,产业进入快速成长期

1 氮化镓 IDM 龙头企业,业绩进入快速成长期

1.1 深耕氮化镓行业的全球 IDM 龙头

公司是全球领先的氮化镓器件 IDM(垂直整合制造)厂商,主营业务为 8 英寸硅 基氮化镓器件的研发、设计、生产和销售。氮化镓功率器件是实现高效电能转换 与管理的第三代半导体核心器件。公司成立于 2015 年,凭借 IDM 全产业链模式 和先进的 8 英寸硅基氮化镓生产工艺,公司已建立起覆盖不同电压范围的丰富氮 化镓产品体系。

公司产品包括氮化镓分立器件及氮化镓集成电路、氮化镓晶圆和氮化镓模组。公 司产品广泛应用于消费电子、数据中心、新能源、人形机器人等领域,为全球客 户提供高性能、高可靠性的氮化镓功率解决方案。

1.2 管理层、股权结构及 IPO 发行情况

公司创始人、董事长兼执行董事 Weiwei Luo 博士(骆薇薇,下称 Luo 博士)及 相关股东集团是公司的控股股东。Luo 博士、Inno Holding、英诺芯、Inno HK、英 诺优朋和芯生大鹏在上市前(截至 2024 年 12 月 18 日)合计持有公司 32.70%股 份。其中 Luo 博士同时也是 Inno Holding、英诺芯、Inno HK 的控制人,英诺优朋 和芯生大鹏的普通合伙人,Luo 博士本人直接+间接持有公司约 17%股份。 根据 Luo 博士与 Son 先生分别于 2021 年 10 月 15 日和 2024 年 11 月 24 日订立的 书面投票权安排以及《投票权代理协议》,Son 先生已根据现行书面投票权代理协 议,明确授权 Luo 博士代表其行使所持股份的全部投票权,并承诺未来继续保持 这一委托安排。因此,Luo 博士亦被视作拥有 Son 先生持有的公司股本权益。

公司 IPO 共发行股份 4536.40 万股,其中公开发售 453.64 万股,国际发售 4082.76 万股,发行价为 30.86 港元。扣除发行费用后,公司 IPO 共募得 13.02 亿港元。此 外部分行使超额配售权发行 166.44 万股,占全球发售初步可供认购的发行总股份 数的 3.67%。公司 IPO 募集资金将有约 60%用于进一步扩大 GaN 产能,约 20% 用于研发及扩大公司产品组合,约 10%用于扩大公司全球分销网络。

公司核心管理层具有丰富行业经验。公司创始人 Luo 博士毕业于新西兰梅西大学, 获得应用数学博士学位,多年来一直从事科学研究、项目管理及创业。总经理吴金 刚为前中芯国际技术研发副总裁(2001–2021),拥有近 20 年半导体行业经验,具备 深厚的技术与管理储备。

1.3 十年磨剑,收入迎来快速成长期

专注产品研发和工艺技术迭代,厚积薄发,近年收入快速放量。公司从 2015 年成 立起即专注氮化镓产品研发工作,布局前沿工艺技术。随着下游需求放量,公司 收入快速成长。2021-2024 年,公司收入从 0.68 亿元增长至 8.28 亿元,年复合增 长率达 129.86%。 前期投入较大导致公司目前仍处于亏损状态,近年来公司亏损幅度持续减小。由 于公司属于 IDM 模式,需要较大的前期资本开支投入,叠加公司研发投入较大, 公司目前仍处于亏损状态;但近年来随着收入规模的增加,公司亏损幅度持续减 小。我们预计随着公司收入增长,产能利用率稳健提升,公司经营杠杆效应显现, 利润转正可期。此外,在 2021-2022 年公司亏损规模较大,主要系因公司将可转 换可赎回优先股在 2022 年以前认列为负债,进而产生较大的非经常性亏损导致, 自 2022 年 9 月投资者赎回权终止后该项目已被重新分类为权益。

公司收入主要来自氮化镓分立器件及氮化镓集成电路产品和氮化镓晶圆产品, 2024 年收入占比合计达到 78%。氮化镓模组主要系公司与行业领先企业合作,以 根据行业需求开发基于氮化镓芯片的定制解决方案。2024 年来看,公司氮化镓分 立器件及氮化镓集成电路产品收入占比有所提升,氮化镓晶圆和氮化镓模组产品 收入占比有所下降。

收入增长摊薄固定成本,毛利率保持提升。毛利率端来看,由于折旧等固定费用 影响,公司毛利近年来持续亏损。随着收入规模持续增长,固定成本部分被逐步 摊薄,公司毛利率稳健提升。我们预计随着公司收入规模进一步增长,叠加公司 产品结构不断改善,公司毛利率有望进一步改善。

2 氮化镓:面向未来的第三代半导体材料

2.1 氮化镓在高频、高功率密度电能变换场景具备显著优势

氮化镓材料具备更优异的性能,适用于高频、高功率应用。相较于传统的硅基材 料,氮化镓具备更宽的带隙、更高的击穿场强、更快的电子迁移率和更高的饱和 电子速率,可以实现更低的导通电阻、更高的开关速度,使其在高功率密度、高 频率应用领域具备卓越的性能。

GaN 器件相比 Si 器件具有导通损耗小、开关频率高、可双向导通等优势。GaN 制 成的功率器件一般被称为 GaN HEMT,与传统硅器件不同,GaN HEMT 利用二维 电子气(2DEG)进行高效导电,2DEG 电子浓度高,没有体二极管和结电容的影 响,叠加 GaN 材料的高电子迁移率,GaN HEMT 可以实现极低的导通电阻、极高 的开关频率。同时由于没有 PN 结,GaN 器件可以双向导通。

GaN 器件可以分为增强型(E-Mode)和耗尽型(D-Mode)两种类型。耗尽型器 件在栅极电压为 0 时 2DEG 依然维持,器件仍为开启状态;增强型器件在栅极电 压为 0 时,栅极下方的 2DEG 被夹断,器件保持关断状态。 增强型器件是行业主流技术路线。增强型器件的优势在于行为更接近传统 MOSFET,且常关器件更易控制,可以简化驱动电路,其用途更加广泛,是目前 行业主流技术路线。在增强型器件中,为了实现器件常关的特性,可以采用的技 术包括:P 型栅技术、氟离子注入技术、薄势垒层技术等。耗尽型器件的主要优势 在于导通电阻较小、饱和电流较大、开关频率较高;通常用于射频和特殊功率应 用场景。在需要常关特性的功率电子应用中,耗尽型器件也可以通过搭配一颗 SiMOS 组成 Cascode 结构以实现对常开器件的控制。

器件性能角度来看,GaN 器件的 Vds 一般在 850V 以下,开关频率普遍在 100kHz 及以上。1200V 及以上的高压氮化镓器件已有企业研发布局——如 GaN Power 的 1200V 氮化镓产品、远山半导体发布的 1700V 氮化镓产品等,后续氮化镓产品的 性能范围提升亦有望带来应用领域的扩张。

硅基氮化镓技术路线具备显著成本优势。按照衬底材料分,氮化镓器件的种类可 以分为硅基氮化镓(GaN-on-Si)、蓝宝石基氮化镓(GaN-on-Sapphire)、碳化硅基 氮化镓(GaN-on-SiC)、氮化镓基氮化镓(GaN-on-GaN)等四种类型。其中 GaNon-Si 由于可以直接使用低成本的硅衬底,是最具成本吸引力的技术路线,目前市 面上主要的 GaN 器件企业均采用 GaN-on-Si 技术方案。

外延生长是 GaN 器件制造的关键步骤。由于 Si 和 GaN 之间晶格失配,需要在 Si 晶圆上先生长一层缓冲层以防止缺陷如裂纹和错位,再在晶圆上生长出结晶 GaN 层和 AlGaN 势垒层。外延的生长直接决定了器件的性能,是 GaN 器件制造的关 键步骤。如何保证大尺寸晶圆外延生长的一致性并在量产中保持较好的良率,是 GaN 器件开发和生产中需要克服的关键问题之一。

2.2 下游应用:GaN 器件具备广阔应用前景

GaN 器件渗透率依然较低,预计未来几年有望保持快速增长。根据弗若斯特沙利 文数据,2023 年全球 GaN 市场规模约为 17.60 亿元,在全球功率半导体市场的渗 透率仅为 0.5%;2019-2023 年全球 GaN 行业规模复合年增长率为 88.5%。

GaN 器件在消费电子产品、电动汽车、数据中心、可再生能源和工业等下游领域 具备广泛的应用前景。

2.2.1 消费电子领域:GaN 快充已经得到广泛应用,重视新应用场景扩展机遇

消费电子是目前 GaN 器件主要应用领域。在消费电子行业中,GaN 主要应用于 快充、过压保护(OVP)、音频、家电等细分领域。根据弗洛斯特沙利文数据,2023 年全球消费电子氮化镓市场规模为 14.12 亿元,2019-2023 年 CAGR=101.88%。

相比传统的 Si 方案,GaN 方案有助于提升充电器功率密度、降低系统总成本。 由于 GaN 的开关频率较高,可以有效缩减外围无源元器件需求,提升系统集成度 和功率密度。同时,由于无源元器件体积缩减,系统的整体成本亦有显著降低。

GaN 在电机驱动应用中亦具有性能优势。GaN 在电机驱动应用中可以有效降低可 听噪声、减少磁性功耗、改善控制精准度、支持更小型化的电机,同时,像快充 一样,更高的频率也有助于缩小无源元器件体积,提升驱动器的功率密度。

家电、电动工具等领域有望成为 GaN 器件未来重要增量市场。在家电和电动工具 等应用中,GaN 器件亦将有助于提升系统效率并降低体积。展望未来,我们预计 GaN 有望进一步在 3C 产品中提升渗透率,并向家电、电动工具、无人机、两轮 电动车等领域实现扩张,带动 GaN 需求持续成长。 在消费电子 OVP 应用中,GaN 由于其双向导通特性,相比传统的硅基方案(需 要两颗 NMOS)具备性能和成本优势,基于 GaN 器件的 OVP 方案已在部分手机 机型中得到应用。后续 GaN 器件亦有望在供电链路中进一步提升渗透率。

2.2.2 数据中心领域:未来几年 GaN 渗透率提升的重点方向

数据中心领域将是未来几年 GaN 渗透率提升的重点方向。由于人工智能需求的 快速增长,AI 数据中心建设需求提升,其核心器件 GPU 的功耗较大,对数据中 心的供电能力和供电效率提出了更高的要求。同时,受限于数据中心机架和机房 的空间限制,数据中心供电的功率密度要求持续提升。GaN 因其优异的高频性能 和良好的效率,有望在数据中心中实现渗透率的快速提升。

数据中心供电架构一般可以分为 PSU、PDB、BBU 以及板级供电的 PoL 和 VRM 等环节。其中 PSU 承担将交流转换为 48V 或 12V 直流的功能,PDB 承担 48V12V 的 DC-DC 转换,BBU 内置锂电池模组,起备份电源和平滑负载冲击的作用; PoL 和 VRM 承担最终负载级的供电。

目前,GaN 器件已经在高功率等级的 PSU 中得到规模应用,未来在 PDB、VRM 等环节的渗透率有望持续提升。考虑到 GaN 器件所具有的高效率、高开关频率等 特性将有助于提升数据中心整体供电链路的效率,缩减相关模块体积,特别适合 于数据中心这一功率密度快速提升的应用场景。我们预计未来 GaN 器件有望进一 步向 PDB、VRM 等环节渗透。

2.2.3 汽车领域:下游市场体量大,GaN 逐点突破

GaN 在汽车领域具有广阔前景。目前在汽车领域,GaN 器件主要应用于激光雷达 (LiDAR)、座舱充电等领域,而从汽车整体应用层面来看,由于其出色的频率、 效率表现以及系统层面成本具有优势,GaN 器件在 OBC、DC/DC、BMS、主驱等 领域均具有广阔应用前景。

OBC 和 DC/DC 有望成为 GaN 在汽车三电系统中的重要突破口。目前业界对 GaN 在 OBC 和 DC/DC 领域的应用已有诸多先行者。2024 年 10 月,长安汽车推出全 球第一个基于 GaN 的商用 OBC 技术平台,并率先将其应用于长安启源 E07 车型 中。2024 年 11 月,汇川宣布推出 6.6kW GaN 车载 OBC+DC/DC 二合一电源产品, 该产品将车载充电器与车载直流变换器集成,采用 GaN 功率器件,达到了业内领 先的 96%充电效率和 4.8 kW/L 整机功率密度。

在 BMS 领域,GaN 器件所具有的双向导通特性使其特别适用于电池保护电路。 通过应用 GaN 器件,可以将原来的两个 MOSFET 精简为一个,有效降低系统体 积和成本。

GaN 亦有望在汽车电机驱动领域中提升渗透率。前文提及,GaN 在电机驱动应用 中具备噪声、功耗、功率密度、控制精准度等维度的优势。在汽车中亦存在大量 小型电机的应用,如雨刮器、车窗、车门、电动座椅、底盘等。我们认为,未来 随着汽车电动化、智能化程度进一步升级,GaN 有望在汽车电机驱动领域发挥更 多作用。

2.2.4 新能源发电和机器人等应用将进一步打开 GaN 成长空间

光伏发电方面,基于 GaN 的逆变器方案已有较多方案探索。目前在微逆领域,太 阳能电池板+储能系统的混合配置是一种常见的配置方案,储能电池可以有效提升 能源利用率、提升供电稳定性。因此目前的微逆产品通常需要具备能量双向流动 的能力,而这正是 GaN 器件的核心特性之一。叠加 GaN 器件的高频、高效率特 性,GaN 器件在光伏领域的应用具备性能、成本等多方面优势,随着相关产品逐 步量产,有望拉动 GaN 光伏领域应用增量。

工业驱动、机器人等领域也有望成为 GaN 重要增量市场。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。

2.3 竞争格局:公司是全球 GaN 龙头

全球 GaN 市场集中度较高,公司份额持续提升。根据 Yole 数据,2023 年全球 GaN 市场 CR5=87%,市场集中度较高,公司是全球龙头,占据 31%份额。2020-2023 年间,公司市场份额从 2020 年的 7%提升至 2023 年的 31%。凭借产品组合、产 能和成本优势,公司产品在消费电子、OVP 模块、电动工具、LiDAR 等多个下游 持续导入,带动市场份额持续增长。

巨头不断入局,有望进一步增强马太效应,加速格局向龙头集中。2023 年,英飞 凌斥资 8.3 亿美元收购 GaN Systems,成为氮化镓行业最大规模的一次并购。2024 年,瑞萨宣布以 3.39 亿美元收购 Transphorm;Power Integrations 和 Global Foundries 分别于 2Q2024 和 3Q2024 收购了 Odyssey Semi 和 Tagore Technology。2025 年 4 月,公司和 ST 签订技术合作开发协议,强强联合共谋发展。我们认为,巨头通过 内生研发、外延并购、技术合作等方式不断入局,一方面提升了行业集中度,加 强了马太效应,有助于行业格局稳定;另一方面亦彰显行业发展前景展望乐观, 吸引全球龙头不断布局。

3 核心竞争力突出,GaN 龙头充分受益行业上行

3.1 产能和良率优势突出,制造端构建坚固壁垒

公司自成立之初即选择了最具竞争力的 GaN-on-Si 路线,坚定推动 8 英寸 GaNon-Si 产品量产,厚积薄发取得成效。前文已指出,相比 Si、SiC、Sapphire 等技 术路线,GaN-on-Si 在成本和性能端均具有优势,选择 GaN-on-Si 路线为公司后续 的成本优势积累打下了良好基础。而在全球大多数企业仍局限于 6 英寸 GaN-onSi 产品时,公司潜心推动 8 英寸 GaN-on-Si 产品量产,成为全球第一家实现 8 英 寸 GaN-on-Si 产品量产的公司。相比 6 英寸晶圆,8 英寸晶圆的面积增加约 1.8 倍, 单芯片成本得到有效摊薄,为公司在成本端构建起了坚实的壁垒。

从产能规模来看,公司是全球产能规模最大的 GaN 企业。根据 Yole 数据,2022 年公司产能占据全球约 53%比重(年末产能数据,与公司收入份额有差异,主要 系爬产周期影响),且相比其他竞争对手公司产能规模具备显著优势。产能规模的 优势有望为公司带来规模效应,摊薄公司固定成本,为公司带来更强的成本优势。

产能布局充裕,良率维持较高水平,为未来高速成长打下基础。公司在苏州和珠 海均布局有 8 英寸硅基氮化镓生产基地。公司产能近年来快速增长,从 2021 年的 约 4000 片/月增长至 2024 年底的 1.3 万片/月,且在 2024 年,集团整体良率超过 95%。我们预计未来随着公司产能持续扩张,有望进一步巩固公司成本优势,支撑 公司业绩成长。

3.2 产品组合全面,覆盖广阔市场

公司产品覆盖 15V-1200V 的广泛电压范围,覆盖范围行业领先。海外友商的产品 大多数集中于 600V-750V 领域(USB-PD 快充产品的主要应用区间),公司则实现 了从低压(<200V)到高压(>600V)的全面产品覆盖。全面的产品组合有助于公 司进一步满足客户需求,带动市场份额扩张。

自下游来看,公司产品目前主要应用于消费电子、数据中心、汽车和电动汽车等 下游,涵盖氮化镓最主要下游应用。主要客户涵盖了各行业内的领先企业,包括 全球知名的消费电子品牌、大型数据中心运营商,以及领先的汽车和电动汽车制 造商等。广阔的下游客户覆盖将有助于公司未来进一步拓展产品应用场景,提升 市场份额。 前瞻布局海外市场,港澳台及海外收入快速增长。公司将拓展海外市场视为重要 的增长战略之一,已建立覆盖中国大陆、美国、欧洲、韩国、日本及亚太其他地 区的全球销售网络,旨在服务全球客户。2024 年,公司海外业务收入 1.26 亿元, 同比+118.1%,海外业务收入占比达到 15.3%,较 2023 年亦有显著提升。 意法半导体成为公司基石投资者,强强联手发展可期。IPO 发行的 4536.40 万股 中,STHK、江苏高投、HK InnoSC、InnoCL 等四家基石投资者合计获得 2512.13 万股,占公司 IPO 发行股份数量比例为 55.38%。STHK 是意法半导体的全资附属 公司,我们认为意法半导体通过基石配售参与,充分显示了海外龙头对公司长期 发展前景的认可。后续公司与意法半导体强强联手,有望带来更多业务发展机遇。

与 ST 签署协议,强强联合共谋发展。2025 年 4 月 1 日,公司与 ST 宣布签署了 一项协议,双方将在氮化镓晶圆制造上进行合作。根据协议,公司可借助意法半 导体在中国以外地区的前端制造产能生产其氮化镓晶圆,而意法半导体也可借助 公司在中国的前端制造产能生产其自有的氮化镓晶圆。双方共同的目标是依托这 种灵活的供应链布局,拓展各自的氮化镓产品组合和市场供应能力,提升供应链 韧性,从而满足更广泛的应用场景下的各种客户需求。

3.3 各下游进展顺利,新品放量可期

在汽车电子领域,公司聚焦智能驾驶系统多样化需求。2024 年,公司已获多个国 内外主机厂客户导入,并深化与全球大型厂商的合作,开发车规级氮化镓芯片, 简化功率器件拓扑设计,提升汽车整体能效、降低整车制造成本、延长续航里程, 实现下一代电动汽车智能化、轻量化。

在数据中心领域,公司已向全球多家厂商量产服务器电源芯片,并积极推进 GaN 芯片在 GPU 直流电源转换中的应用。公司推出了 650V 和 100V 的 GaN 功率器 件,可应用于数据中心的服务器电源和主板 48V 转 12V 的高功率密度电源。未来 随着公司产品逐步导入客户放量,有望为公司带来重要收入增量。

消费电子市场方面,在巩固手机、笔记本电脑及小家电市场优势的基础上,公司 在 2024 年进一步拓展细分市场应用。2024 年,公司为全球知名家电厂商开发空 调电机芯片,减少传统散热铝材用量,为厂商节能降本,并降低空调电机噪声, 为消费者提供更好体验。此外,公司应用于音频系统的 100V 氮化镓产品已实现 量产出货。

在可再生能源和工业应用方面,公司已向全球新能源大型厂商持续交付电源模块, 并服务于锂电、光伏等行业节能降耗需求,继续开发新功率芯片及解决方案。截 至 2024 年底,可再生能源及工业应用的芯片累计交付量达到 3300 万颗。而在人 形机器人领域,公司推出了全系列的 GaN 产品,主要包括 150V 和 100V 的 GaN 功率器件。这些产品可广泛应用于机器人的充电、电池电源管理、内部电源转换 模块以及关节的电机驱动。2024 年公司已完成相关参考解决方案的开发,并积极 与行业客户进行项目开发。


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