近年來，GaN（氮化鎵）技術(shù)得益于高頻率、高功率、耐高溫、低功耗等特性，迅速滲透消費(fèi)電子市場(chǎng)，并進(jìn)一步向更高功率的應(yīng)用市場(chǎng)探索。然而，在消費(fèi)電子市場(chǎng)的發(fā)展空間不斷縮小之際，GaN在高壓高功率市場(chǎng)的發(fā)展不如預(yù)期，在此背景下，多家廠商因經(jīng)營(yíng)不佳，相繼選擇調(diào)整業(yè)務(wù)，或并入實(shí)力雄厚的功率半導(dǎo)體大廠，或直接退出市場(chǎng)。
PI收購(gòu)Odyssey
在這一輪行業(yè)洗牌中，美國(guó)垂直GaN晶體管技術(shù)開發(fā)商Odyssey Semiconductor Technologies也于今年3月宣布出售公司資產(chǎn)。
關(guān)于買家信息，Odyssey當(dāng)時(shí)僅透露對(duì)方是一家大型半導(dǎo)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(gòu)方為美國(guó)高壓GaN技術(shù)商Power Integrations（PI）。
圖片來源：Odyssey
據(jù)PI官方消息顯示，本次交易預(yù)計(jì)2024年7月完成，屆時(shí)Odyssey的所有關(guān)鍵員工都將加入PI的技術(shù)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(gòu)價(jià)為952萬美元。
值得一提的是，該公司原本還有上市的計(jì)劃，據(jù)2022年2月消息顯示，Odyssey向美國(guó)證券交易委員會(huì)提交了注冊(cè)聲明，計(jì)劃登陸納斯達(dá)克。實(shí)際情況表明，Odyssey未能順利按照計(jì)劃前進(jìn)，其業(yè)績(jī)也反映了GaN行業(yè)整體經(jīng)營(yíng)面臨挑戰(zhàn)：2023年，該公司總營(yíng)收約29萬美元，但凈利潤(rùn)虧損了447萬美元。
垂直GaN技術(shù)機(jī)會(huì)與挑戰(zhàn)并存
Odyssey資產(chǎn)的核心和關(guān)鍵即垂直GaN晶體管技術(shù)，據(jù)介紹，這項(xiàng)技術(shù)是基于GaN襯底生長(zhǎng)，電流陰極位于GaN襯底底面，陽極位于襯底上方，導(dǎo)通電流是豎向流動(dòng)。采用垂直結(jié)構(gòu)的GaN器件有四大明顯的優(yōu)勢(shì)。
（1）由于采用同質(zhì)外延方案，GaN-on-GaN相比GaN-on-Si或GaN-on-SiC，擁有更低位錯(cuò)密度的優(yōu)點(diǎn)，器件可靠性和性能更高；
（2）得益于垂直結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，在相同的器件面積下，電壓等級(jí)可通過增加位于晶體管內(nèi)部的漂移層（用于傳導(dǎo)電流）的厚度來提高，因此，該技術(shù)適配更高電壓的應(yīng)用；
（3）垂直結(jié)構(gòu)的電流導(dǎo)通路徑面積大，器件可承受較高的電流密度；
（4）垂直結(jié)構(gòu)更易于產(chǎn)生雪崩效應(yīng)，可幫助器件吸收電涌（器件兩端電壓或?qū)ǖ碾娏鞒霈F(xiàn)峰值的情況下），保持正常運(yùn)行，適用于工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景。
此前，Odyssey直言，相比Si、SiC及水平GaN，垂直GaN技術(shù)可為應(yīng)用場(chǎng)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(jī)、太陽能電池板和電動(dòng)汽車中的下一代800V電池組等電源開關(guān)應(yīng)用。
近兩年來，Odyssey持續(xù)投入相關(guān)技術(shù)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(biāo)，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(jì)劃于2023年Q1開始送樣客戶。
無獨(dú)有偶，美國(guó)還有一家廠商同樣看好垂直GaN技術(shù)的前景——NexGen Power Systems，但該公司也沒能堅(jiān)持繼續(xù)運(yùn)營(yíng)，已在2023年圣誕節(jié)前夕倒閉，旗下晶圓廠同步關(guān)閉，原因是難以獲得風(fēng)險(xiǎn)融資，經(jīng)營(yíng)舉步維艱。
從這兩家公司的發(fā)展結(jié)局足見，垂直GaN技術(shù)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(zhǎng)一段路要走。
短期內(nèi)，無論是投資者還是終端應(yīng)用，均對(duì)該技術(shù)信心不足。對(duì)于Odyssey、NexGen這種完全投入這項(xiàng)技術(shù)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(wù)提供一定的支撐，的確難以繼續(xù)往前走。但對(duì)于PI或其他功率半導(dǎo)體大廠而言，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，垂直GaN技術(shù)將成為這些企業(yè)的前瞻技術(shù)儲(chǔ)備，會(huì)有不一樣發(fā)展的結(jié)局。
PI+Odyssey，垂直GaN技術(shù)有望加快落地
PI是首家實(shí)現(xiàn)高壓GaN商業(yè)化的公司，但一個(gè)有趣的事實(shí)是，PI最初發(fā)展也是通過收購(gòu)GaN相關(guān)資產(chǎn)起步。據(jù)了解，PI于2010年收購(gòu)了Velox Semiconductor，利用其對(duì)藍(lán)寶石基GaN的研究和專有技術(shù)創(chuàng)建了PowiGaN?技術(shù)，該技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)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(shù)和產(chǎn)品。
收購(gòu)Odyssey此舉進(jìn)一步印證了PI對(duì)發(fā)展GaN技術(shù)的決心是堅(jiān)定的，該公司去年就曾針對(duì)GaN技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)開展了一場(chǎng)直播活動(dòng)，提供了深刻的解讀和分析。
PI認(rèn)為，在未來功率轉(zhuǎn)換應(yīng)用領(lǐng)域中，當(dāng)功率達(dá)到某個(gè)水平以上時(shí)，GaN必將取代硅，成為更具成本優(yōu)勢(shì)且性能更優(yōu)越的技術(shù)選擇。這一趨勢(shì)不僅體現(xiàn)在高壓開關(guān)領(lǐng)域，還將在更多其他功率轉(zhuǎn)換應(yīng)用場(chǎng)景中得到體現(xiàn)。
PI高層堅(jiān)信，與Si技術(shù)甚至是SiC技術(shù)相比，GaN可以稱之為一種更加適合于高壓開關(guān)應(yīng)用的技術(shù)，通過這些觀點(diǎn)可見，PI在很大程度上與Odyssey不謀而合。從這個(gè)層面上看，PI不失為Odyssey合適的歸屬，而垂直GaN技術(shù)在PI的布局下也有望加快產(chǎn)品開發(fā)、驗(yàn)證到商業(yè)化落地的進(jìn)程。
同時(shí)，收購(gòu)Odyssey此舉也反映了PI具有前瞻的眼光和敏銳的洞察力，這對(duì)于垂直GaN技術(shù)未來的發(fā)展來說也是必不可少的。
PI表示，公司的目標(biāo)是利用GaN相對(duì)于SiC根本上的材料優(yōu)勢(shì)，以更低的成本和更高的性能將高電流、高電壓GaN技術(shù)商業(yè)化，從而支持目前由SiC所涵蓋的更高功率的應(yīng)用。而Odyssey團(tuán)隊(duì)在高電流垂直GaN方面的經(jīng)驗(yàn)將增強(qiáng)并推進(jìn)PI這些工作的進(jìn)展。因此，此次收購(gòu)除了進(jìn)一步支持PI專有的PowiGaN?技術(shù)的持續(xù)開發(fā)之外，也將促進(jìn)垂直GaN技術(shù)與PI技術(shù)的融合，實(shí)現(xiàn)共同發(fā)展。
PI目前的GaN技術(shù)采用了共源共柵（Cascode）的架構(gòu)，將處于“常閉”狀態(tài)的GaN器件，與一個(gè)低壓的MOSFET相串聯(lián), 能夠?qū)舸╇妷簲U(kuò)展到比硅開關(guān)以及增強(qiáng)型GaN開關(guān)更高的水平。未來，通過對(duì)GaN前沿技術(shù)的戰(zhàn)略儲(chǔ)備，PI有機(jī)會(huì)繼續(xù)保持先發(fā)優(yōu)勢(shì)，在汽車、工業(yè)等高壓應(yīng)用中率先開花結(jié)果。
2023年，PI實(shí)現(xiàn)凈收入4.445億美元，凈利潤(rùn)（GAAP）為5570萬美元，經(jīng)營(yíng)現(xiàn)金流為6580萬美元。據(jù)TrendForce集邦咨詢調(diào)研顯示，按照營(yíng)收劃分，2023年，PI在全球GaN功率半導(dǎo)體市場(chǎng)的占有率位列第二。（文：集邦化合物半導(dǎo)體Jenny）
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