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近年來，GaN（氮化鎵）技術得益于高頻率、高功率、耐高溫、低功耗等特性，迅速滲透消費電子市場，并進一步向更高功率的應用市場探索。然而，在消費電子市場的發(fā)展空間不斷縮小之際，GaN在高壓高功率市場的發(fā)展不如預期，在此背景下，多家廠商因經(jīng)營不佳，相繼選擇調整業(yè)務，或并入實力雄厚的功率半導體大廠，或直接退出市場。
01、PI收購Odyssey
在這一輪行業(yè)洗牌中，美國垂直GaN晶體管技術開發(fā)商Odyssey Semiconductor Technologies也于今年3月宣布出售公司資產(chǎn)。
關于買家信息，Odyssey當時僅透露對方是一家大型半導體公司，其他信息保密。直到昨日（5/7），真相浮出水面——Odyssey的收購方為美國高壓GaN技術商Power Integrations（PI）。據(jù)PI官方消息顯示，本次交易預計2024年7月完成，屆時Odyssey的所有關鍵員工都將加入PI的技術部門。PI沒有提及交易金額，按照Odyssey此前透露的情況來看，本次收購價為952萬美元。
值得一提的是，該公司原本還有上市的計劃，據(jù)2022年2月消息顯示，Odyssey向美國證券交易委員會提交了注冊聲明，計劃登陸納斯達克。實際情況表明，Odyssey未能順利按照計劃前進，其業(yè)績也反映了GaN行業(yè)整體經(jīng)營面臨挑戰(zhàn)：2023年，該公司總營收約29萬美元，但凈利潤虧損了447萬美元。
02、垂直GaN技術機會與挑戰(zhàn)并存??
Odyssey資產(chǎn)的核心和關鍵即垂直GaN晶體管技術，據(jù)介紹，這項技術是基于GaN襯底生長，電流陰極位于GaN襯底底面，陽極位于襯底上方，導通電流是豎向流動。采用垂直結構的GaN器件有四大明顯的優(yōu)勢。
（1）由于采用同質外延方案，GaN-on-GaN相比GaN-on-Si或GaN-on-SiC，擁有更低位錯密度的優(yōu)點，器件可靠性和性能更高；
（2）得益于垂直結構的優(yōu)勢，在相同的器件面積下，電壓等級可通過增加位于晶體管內部的漂移層（用于傳導電流）的厚度來提高，因此，該技術適配更高電壓的應用；
（3）垂直結構的電流導通路徑面積大，器件可承受較高的電流密度；
（4）垂直結構更易于產(chǎn)生雪崩效應，可幫助器件吸收電涌（器件兩端電壓或導通的電流出現(xiàn)峰值的情況下），保持正常運行，適用于工業(yè)應用場景。此前，Odyssey直言，相比Si、SiC及水平GaN，垂直GaN技術可為應用場景的性能帶來更顯著的提升，而其專有的垂直GaN器件適用于高壓電機、太陽能電池板和電動汽車中的下一代800V電池組等電源開關應用。
近兩年來，Odyssey持續(xù)投入相關技術研發(fā)工作，2022年9月，Odyssey完成1200V垂直GaN功率器件的開發(fā)目標，后于2023年1月宣布650V、1200V GaN垂直產(chǎn)品樣品已在2022年Q4完成開發(fā)，計劃于2023年Q1開始送樣客戶。
無獨有偶，美國還有一家廠商同樣看好垂直GaN技術的前景——NexGen Power Systems，但該公司也沒能堅持繼續(xù)運營，已在2023年圣誕節(jié)前夕倒閉，旗下晶圓廠同步關閉，原因是難以獲得風險融資，經(jīng)營舉步維艱。
從這兩家公司的發(fā)展結局足見，垂直GaN技術發(fā)展面臨瓶頸，產(chǎn)業(yè)化難度大，目前主要原因在于：GaN單晶襯底制備效率低，成本極高。因此，基于GaN襯底的垂直GaN器件商業(yè)化仍有很長一段路要走。? ?短期內，無論是投資者還是終端應用，均對該技術信心不足。
對于Odyssey、NexGen這種完全投入這項技術的廠商而言，若沒能獲得足夠的資金支持，或者沒有其他業(yè)務提供一定的支撐，的確難以繼續(xù)往前走。但對于PI或其他功率半導體大廠而言，在現(xiàn)有技術的基礎上，垂直GaN技術將成為這些企業(yè)的前瞻技術儲備，會有不一樣發(fā)展的結局。
03、PI+Odyssey，垂直GaN技術有望加快落地
PI是首家實現(xiàn)高壓GaN商業(yè)化的公司，但一個有趣的事實是，PI最初發(fā)展也是通過收購GaN相關資產(chǎn)起步。
據(jù)了解，PI于2010年收購了Velox Semiconductor，利用其對藍寶石基GaN的研究和專有技術創(chuàng)建了PowiGaN?技術，該技術現(xiàn)已廣泛應用于PI的眾多產(chǎn)品系列，2023年，PI還推出了900V和1250V版本的PowiGaN技術和產(chǎn)品。收購Odyssey此舉進一步印證了PI對發(fā)展GaN技術的決心是堅定的，該公司去年就曾針對GaN技術的發(fā)展趨勢開展了一場直播活動，提供了深刻的解讀和分析。
PI認為，在未來功率轉換應用領域中，當功率達到某個水平以上時，GaN必將取代硅，成為更具成本優(yōu)勢且性能更優(yōu)越的技術選擇。這一趨勢不僅體現(xiàn)在高壓開關領域，還將在更多其他功率轉換應用場景中得到體現(xiàn)。PI高層堅信，與Si技術甚至是SiC技術相比，GaN可以稱之為一種更加適合于高壓開關應用的技術，通過這些觀點可見，PI在很大程度上與Odyssey不謀而合。從這個層面上看，PI不失為Odyssey合適的歸屬，而垂直GaN技術在PI的布局下也有望加快產(chǎn)品開發(fā)、驗證到商業(yè)化落地的進程。
同時，收購Odyssey此舉也反映了PI具有前瞻的眼光和敏銳的洞察力，這對于垂直GaN技術未來的發(fā)展來說也是必不可少的。PI表示，公司的目標是利用GaN相對于SiC根本上的材料優(yōu)勢，以更低的成本和更高的性能將高電流、高電壓GaN技術商業(yè)化，從而支持目前由SiC所涵蓋的更高功率的應用。
而Odyssey團隊在高電流垂直GaN方面的經(jīng)驗將增強并推進PI這些工作的進展。因此，此次收購除了進一步支持PI專有的PowiGaN?技術的持續(xù)開發(fā)之外，也將促進垂直GaN技術與PI技術的融合，實現(xiàn)共同發(fā)展。
PI目前的GaN技術采用了共源共柵（Cascode）的架構，將處于“常閉”狀態(tài)的GaN器件，與一個低壓的MOSFET相串聯(lián), 能夠將擊穿電壓擴展到比硅開關以及增強型GaN開關更高的水平。
未來，通過對GaN前沿技術的戰(zhàn)略儲備，PI有機會繼續(xù)保持先發(fā)優(yōu)勢，在汽車、工業(yè)等高壓應用中率先開花結果。2023年，PI實現(xiàn)凈收入4.445億美元，凈利潤（GAAP）為5570萬美元，經(jīng)營現(xiàn)金流為6580萬美元。據(jù)TrendForce集邦咨詢調研顯示，按照營收劃分，2023年，PI在全球GaN功率半導體市場的占有率位列第二。
集邦化合物半導體Jenny
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