1965年 ，英特尔联合创始人戈登·摩尔提出半导体行业著名的“摩尔定律 ” ，预测每过两年，集成电路上可容纳的硅晶体管数量会翻一番 ，性能也会随之提升一倍。
从此以后 ，摩尔定律决定半导体行业发展演进方向。60年间，集成电路所能容纳的硅晶体管数量从几千个到上百亿个 ，芯片制造的尺寸从10微米到今天最新的2纳米 ，行业也开始发现，只通过缩小尺寸、装入更多硅晶体管来实现性能成倍提升变得越来越困难 ，摩尔定律渐渐逼近极限 。
于是近十年来 ，半导体行业一直在寻找摩尔定律的替代方案，材料创新则是行业重点探索的一条新路 。在这条道路上 ，第三代半导体材料碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）迅速崛起。与第一代的硅 、第二代的砷化镓相比 ，第三代半导体材料在高温 、高压、高频一类的极端条件下工作更稳定且消耗能量更少，相同规格下对性能的提升更明显 。 目前硅材料在半导体市场占据九成以上的份额，行业看好第三代半导体在摩尔定律放缓后将迎来爆发 。
在行业面临转型的十字路口 ，国产厂商也在紧跟趋势抢先布局 ，积极参与全球市场竞争以占据一席之地。12月30日，国产氮化镓巨头英诺赛科正式登陆港交所上市 。
作为全球首家实现量产8英寸硅基氮化镓晶圆的公司 ，英诺赛科拥有全球最大的氮化镓功率半导体生产基地 ，产能截至2024年6月30日达到每月1.25万片晶圆 。2023年，按收入计 ，公司在全球氮化镓功率半导体企业中排名第一 ，市场份额高达33.7%。
在此基础上，英诺赛科将继续扩大产能 。按照公司计划 ，此次上市后将把募集到的所得款净额的约60% 用于支持8英寸氮化镓晶圆的扩产 。
与此同时 ，全球也正在掀起扩产潮。在第三代半导体爆发的前夜，英诺赛科等国产厂商不仅要做全球市场的参与者 ，更要凭借多年积累成为领导者 。
氮化镓巨头的成长之路
英诺赛科成为巨头的道路是一条少有人走过的道路 。
2015年 ，在美国航天局（NASA）担任首席科学家的骆薇薇回国创办英诺赛科。当时国内第三代半导体材料主要停留在实验室研究阶段，产业化还属于空白地带。公司一开始落户珠海，开始进行氮化镓的研发与小规模量产 。
取得阶段性成功后 ，珠海基地的产能无法满足大规模生产需求 。2017年7月 ，英诺赛科将公司总部迁至苏州。苏州作为国内半导体的产业链中心，依靠邻近大量第三代半导体公司及供应商 ，英诺赛科走上了成为巨头的规模化扩张之路 。
在传统半导体领域 ，将设计与制造分离的无晶圆厂模式（Fabless）是此前几十年形成的主流模式，采用这种模式的半导体公司只负责设计 ，制造则交由台积电等专业的代工厂代工 。而英诺赛科在创业之初选择了另一种将设计与制造集于一身的IDM模式 ，自建工厂与产线，业务范围覆盖设计 、制造与封测 ，控制芯片生产的整个流程 ，通过大规模量产推动氮化镓的普及。至2021年8月，以折算氮化镓分立器件计 ，公司累计出货量达一千万颗 。
拥有一定规模后 ，英诺赛科更大的目标是冲击8英寸氮化镓晶圆的量产 。
氮化镓的生产首先需要选择特殊的衬底材料，在衬底上通过特定方法生长出高质量的氮化镓薄膜，然后再经过加工形成最终的器件产品。由于早期外延技术不成熟 ，氮化镓行业主要使用的是6英寸晶圆 ，更大尺寸的8英寸晶圆还属于“无人区” 。按照当时的行业观点， 从6英寸过渡到建成8英寸晶圆厂并量产至少需要10年以上 ，且需要海量资金的投入 。哪家厂商如果能率先实现8英寸晶圆量产 ，就能在市场竞争中占据领先优势。
最终是英诺赛科实现了这一关键突破 。2021年10月，英诺赛科在苏州新建的8英寸氮化镓工厂正式投产 ，根据调研机构弗若斯特沙利文的统计 ，这家工厂当时是全球最大8英寸硅基氮化镓晶圆制造厂，英诺赛科也是全球首家实现量产8英寸硅基氮化镓晶圆的公司 。至2024年6月30日 ，公司每月已可生产1.25万片8英寸氮化镓晶圆 ，良率超过95%。
之所以能做到这一成绩，与其多年来重视研发投入密不可分。2021年 ，在营收不足1亿元时 ，公司的研发投入已经超过6亿元，2022年 、2023年的研发费用也高达5.8亿元、3.5亿元 。截至2024年12月10日，英诺赛科在全球拥有约406项专利及387项专利申请 。
与此同时 ，前期的投入也换来了公司业绩的翻倍成长。2021年至2023年三年内 ，营收一路从6800多万元涨至1.36亿元 、5.93亿元 。
有了规模作基础，英诺赛科也进一步在行业中推动氮化镓成本下降 。作为新技术 ，第三代半导体的成本整体远高于传统硅材料。同样生产一个功率半导体元器件 ，碳化硅的价格是硅的3到5倍，氮化镓成本相对更高 。而相比于传统6英寸晶圆 ，英诺赛科先进的量产技术使每晶圆的晶粒产出数提升80% ，单一器件成本降低了30% 。
目前硅材料在半导体市场仍占据95%以上的份额，阻碍氮化镓进一步普及的仍是成本。随着行业继续推动规模化量产 ，氮化镓的成本在未来还会进一步下探 ，届时会替代硅材料赢得更大的市场份额 。根据英诺赛科在招股书中测算，以氮化镓应用最为广泛的功率半导体为例 ，2023年 ，氮化镓功率半导体约占全球市场的0.5%，到2028年时这一数字会达到10.1% 。
英诺赛科目前约90%的收入来自国内，下一步将向着全球迈进。据招股书介绍 ，公司计划将10%的IPO募集资金所得款净额用于建立全球销售网络 ，日本 、韩国及美国都是其重点考察的下一站出海目标 。
从快充插头到新能源汽车的“能效革命 ”
氮化镓的普及也经历了从零到一的开拓 。
随着传统半导体的摩尔定律放缓，以及全球对可持续发展的关注加剧 ，能源效率成为一项关键指标。据统计 ，过去15年间，半导体行业每两年能效性能提高约三倍 ，怎样在相同规格下尽可能减少不必要的能量损耗 ，已经成为行业最受关注的话题之一。
氮化镓应用最开始进入到消费电子产品市场 。由于氮化镓材料具有低功耗、耐高温高压的特点，可以在更小的空间内实现更高的功率输出 ，可以智能手机充电宝 、电脑充电器产品的快充需求 ，且制造出来的快充充电器通常比传统硅材料充电器体积更小 、重量更轻 。
凭借优势，氮化镓产品迅速在消费电子快充市场打开缺口。消费电子产品领域的全球氮化镓功率半导体市场规模由2019年的人民币8500万元迅速增长至2023年的人民币14.12亿元 ，复合年增长率为101.9% 。
英诺赛科也已在消费电子产品市场站稳脚跟 ，其所生产的650V/700V氮化镓分立器件及芯片已经是快充设备领域最具竞争力的产品之一 。同时，公司还敏锐地捕捉到智能手机使用快充时会出现发热的行业痛点，研发出了导入手机内部电源管理的氮化镓芯片。这一创新也帮助其进一步扩大了消费电子市场的应用 。
以市场渗透率估测 ，消费电子快充电源已经是氮化镓应用规模最大的市场 ，手机及笔记本电脑的快充充电器将是该市场的主要推动力 。
而在消费电子市场之外，新能源汽车、数据中心等高耗能市场正迎来爆发式增长。
以新能源汽车为例 。根据弗若斯特沙利文的报告 ，从2019年到2023年 ，电动汽车所用的氮化镓功率半导体全球市场规模已从不足500万元涨至6940万元 。而从2024年到2028年，机构估测该市场规模将由2.46亿元将翻10倍涨至246.37亿元 ，届时会超过消费电子成为氮化镓第一大应用市场。
在新能源汽车领域 ，英诺赛科则通过与宁德时代合作确立了领先优势 。
2021年，宁德时代创始人曾毓群在C轮融资中以个人身份投资2亿元 ，成为英诺赛科的股东 。
随着新能源汽车 、数据中心的规模未来进一步扩张 ，对氮化镓这一类高效能半导体的需求将不断增长。按照上市计划，英诺赛科计划拿出20%的IPO募资所得款净额用于研发及扩大产品组合 ，重点提升消费电子 、可再生能源及工业应用、汽车电子与数据中心这几大市场的渗透率。
第三代半导体掀起全球扩产潮
在全球范围内 ，氮化镓市场不再是无人区，竞争已经十分激烈 。海外公司如德国功率半导体巨头英飞凌、美国厂商科锐 、日本厂商住友电工，国内公司如士兰微 、三安光电近年来在这一领域都有紧密布局 。
氮化镓的研发与量产前期都需要巨额的资金投入 ，因此该产业需要靠规模经济建立起竞争优势。以2023年的收入计 ，英诺赛科已经在全球氮化镓功率半导体市场排名第一，市场份额高达33.7% ，但由于氮化镓处于产业化的早期阶段 ，在整个功率半导体市场的渗透率不足1%，还需要继续扩产以支持氮化镓的应用普及 。
英诺赛科计划将80%的IPO募集资金所得款净额用于扩大8英寸氮化镓晶圆产能、购买及升级生产设备及机器以及招聘生产人员 。公司计划将氮化镓晶圆月产能从截至2024年6月30日的1.25万片 ，增加至未来五年的每月7万片 ，公司预计产能利用率将超过90%。
与此同时，全球也正在掀起第三代半导体的扩产潮 。
今年上半年 ，英飞凌宣布成功开发出全球首个12英寸功率氮化镓晶圆技术 ，公司还计划在马来西亚的居林新工厂投资超过20亿欧元，以增加其在氮化镓和碳化硅第三代半导体领域的制造能力 。其他的海外厂商如格芯 、住友电工 、科锐也均有相应的扩产动作。
中国本土企业在积极扩展第三代半导体的生产能力 。例如 ，赛微电子投资10亿元建设6至8英寸氮化镓功率器件制造工厂 ，三安光电则在湖南建立了碳化硅垂直整合产业链 。
随着硅半导体器件在性能和效率的提高上已经达到了瓶颈，碳化硅、氮化镓伴随行业扩产的进程会加速普及。
随着市场的扩大，竞争也在加剧 ，氮化镓功率半导体领域的企业需要不断创新以保持竞争力 。成功上市后 ，英诺赛科将继续面对更大的市场与更直接的挑战，公司的征程仍在继续 。
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