美国东部时间 2021年10月20日氮化镓功率芯片的行业领导者纳微半导体（“纳微”）的股票正式开始在纳斯达克全球市场交易，股票代码为“NVTS”。作为氮化镓领军企业，纳微半导体究竟强在哪里？让我们来分析一下：

　　关于纳微

　　纳微成立于2014年，创始人团队主要来自业内的知名功率半导体公司，如国际整流器公司（International  Rectifier）和仙童半导体（Fairchild Semiconductor）等，功率半导体行业工作经验总计超过三百年。纳微从成立之初就定位于氮化镓功率器件的研发和营销。

　　在此之前，业界已有数家同样定位的初创企业，包括宜普电源转换公司（EPC）、氮化镓系统公司（GaN Systems）和倍微科（Transphorm）等。虽然纳微的成立较晚，但是增长极快。2020年7月纳微宣布出货超过5百万片氮化镓产品。2021年5月初，一年不到该公司的出货数量就增加到了两千万片，市占率与老牌功率半导体企业Power Integration不分伯仲。携此胜势，同月纳微宣布公司将与特殊目的收购公司（SPAC）Live Oak Acquisition Corp. II合并，计划2021年9月以10.4亿美元估值在纳斯达克上市，领先于其他氮化镓初创企业。

　　纳微的氮化镓产品

　　纳微能处于氮化镓功率器件领先地位主要取决于两点，一是集成的技术路线，二是外包的生产合作模式（之后的章节里再来阐述）。技术路线方面，纳微采用Gan-on-Si技术平台和平面GaN HEMT设计，使得基于硅工艺的芯片部分可以与氮化镓功率部分处于同一芯片上。因此，纳微的氮化镓集成芯片，或称为GaNFast，把氮化镓器件、驱动、控制和保护集成到了一起，简化电路开发难度，提高了功率密度。

　　与氮化镓单管和硅单管相比，氮化镓集成芯片综合性能较强。但是由于近期移动设备快充的需求爆发和成熟氮化镓产品的稀缺性，氮化镓功率器件只要有优良的可靠性和产品质量，能够量产供应，那么无论是集成芯片还是单管产品，都能得到市场的认可。在投资者大会和分析师大会上，纳微提到其产品生产良率已经超过90%，交期只要12周，这意味着纳微的产品成本和产能均可控，故而市占率领先。业内其他头部企业，包括同样提供氮化镓集成芯片的Power Integration，以及提供氮化镓单管的GaN System和英诺赛科，产品出货量也已达到千万片的水平。

　　纳微CTO Dan Kinzer透露公司将以每年推出一代产品的速度更新换代。第一代产品在2019年底2020年初量产，第二代和第三代产品分别在2020年底和在2021年上半年推出。预计第四代产品今年年底面世。纳微同时也在开发第五代的氮化镓集成芯片产品。每一代产品较上一代不仅有性能的提高，而且带来成本的降低（后面详述）。

　　纳微的销售与财务数据

　　根据纳微的历次新闻稿，笔者整理出了该公司的累计出货量。从图上来看，出货量从2020第三季度起至今基本是线性增长，预计到2021年底累计出货量达到三千二百万片，即2021年全年出货量两千万片，平均每月出货量一百七十万片。考虑到近期公司高层在采访中提到，月销量已经增加到了两百万片，那么2021年全年出货量可能在两千两百万片以上。另有市场传言纳微今年可以取得Apple手机与所有主流Android手机品牌的快充订单，那么今年的出货量可能超过两千五百万片。

　　根据纳微提供的营收数据，2021年氮化镓集成芯片的收入为两千七百万美元。因此纳微产品2021年销售均价（ASP）为每片$1.2左右（竞争对手GaN System也宣布其小电流氮化镓单管在大量订货时价格低于$1）。再从招股书中的65W手机快充的物料成本曲线中，可以得知氮化镓集成芯片占总物料成本的50%左右。

　　纳微目前录入的市场机会（Opportunity Pipeline）在2021-2026年内总计6.8亿美元。其中一亿美元为已经赢得的设计，主要来自小米、戴尔、Oppo和LG等客户的快充产品。其余的5.8亿美元项目还在竞标中。从CEO Gene Sheridan的演讲内容中分析，猜测主要来自于微型逆变器龙头Enphase Energy。

　　作为一家初创企业，纳微的毛利润率为46%，在功率半导体行业中表现良好（onsemi: 38.3%; littelfuse: 37.9%; diodes: 36.3%）。根据公布的财务模型，公司预期2026年可实现更高的毛利润率（55%-60%）。与同为第三代半导体供应商的科锐半导体相比，纳微预期毛利润率较高，固定资产投资低，EBITDA更高。究其原因是科锐为IDM模式，而纳微为Fabless模式。两家企业采用不同的生产模式是由于价值链和终端客户决定的。根据参考文章中分析，碳化硅衬底的成本约占总成本的50%，外延生长的成本约占20%，制造和封测的成本仅占30%，也就是说科锐这样的碳化硅生产商必须要尽量从衬底开始垂直整合，才能占据大部分的价值链，获得更多的产值。此外，碳化硅应用目前集中于工业和电动汽车，后者对汽车级产品的要求使得碳化硅这样的关键器件必须满足可追溯性和稳定的供应链，因此科锐、英飞凌和安森美等碳化硅供应商不得不采用IDM模式。

　　而氮化镓则不然，GaN-on-Si的硅衬底成本很低，外延占成本的50%，剩余的器件制造、封装和测试的产值比例更高。又因为氮化镓的主要应用目前主要是消费电子，因此纳微和GaN System等氮化镓初创企业可以采用生产外包的方式专注于产品开发和市场推广。

　　纳微CFO Todd Glickman透露该公司固定资产投资至多5%，将主要用于测试设备的购买。与投资碳化硅测试相比，在氮化镓测试方面的有限投资可以让纳微在氮化镓价值链中占据更大比例的产值。笔者猜测纳微未来可能采用类似芯源系统（MPS）的semi-Fabless模式，即公司自行开发工艺在多个代工厂生产，以期获得代工定价权与灵活的生产布局，同时通过自有的测试设备和产能加快产品开发，加强质量管控。

　　纳微的生产合作

　　在2017年之前，纳微就与台积电和封测厂Amkor建立了深度的合作关系。目前纳微的氮化镓集成芯片大多采用台积电第一代6英寸GaN-on-Si技术平台，预计2021年开始逐渐迁移至台积电近期推出的第二代GaN-on-Si技术平台。新一代GaN-on-Si不仅基于8英寸衬底，而且据报道FOM（Figure of Merit）比上一代提高50%，从侧面印证了纳微关于年降本20%的规划。

　　同时，台积电也在积极扩充产能。据BusinessKorea报道，TSMC去年只有3-4台MOCVD，6寸GaN-on-Si的产能只有每月1.5至2千片。但是今年上半年媒体报道台积电再从Aixtron购买了16台设备，并且把部分外延片订单转包给晶电（Epistar），使得未来氮化镓产能可到每月一万片以上。纳微透露该公司在台积电的产能将在2022年增加300%。同样在台积电代工的GaN System也宣布，在台积电的2021年产能将较2017年扩充40倍。

　　可见，纳微所在的氮化镓功率器件产业链已经找到了一条又长又湿的雪道——氮化镓功率器件出货增加==> 代工厂产能利用率增大 ==> 代工厂扩充产能 ==> 产能有保障，单位成本降低 ==> 终端产品物料成本降低 ==> 销量增加，氮化镓市占率提高 ==> 氮化镓器件原厂获得更多订单，出货增加……

　　纳微的未来展望

　　在投资者大会中，Glickman透露公司将以每十二个月推出一代产品的速度更新换代，每一代新产品将带来20%的成本下降。Glickman提到其中八成的成本降幅，即16%，将让利于客户。另外，考虑到未来更大的生产规模带来的材料采购成本降价，还能给客户带来额外1%左右的成本降幅。综上，预计纳微产品的ASP在2022年就能降到一美元左右。

　　目前移动设备充电器占据了纳微的绝大部分营收来源。对未来的市场，纳微预估2026年氮化镓的市场规模为21亿美元，占功率器件的总市场规模的15.9%，较2020年增加50倍。未来70%以上的市场将来自移动设备之外，包括电动汽车和新能源等。

　　纳微预测2026年公司将占据30%的市场份额，达到6.4亿美元营收。为实现这个目标，纳微着眼于以下几个新兴应用。

　　第一个市场是太阳能逆变器，市场规模为每年10亿美元。目前纳微在这个市场找到了5亿美元的市场机会（2023-2030），主要来自Enphase。笔者预测这将是移动设备和消费电子之后，纳微氮化镓产品的又一个重要应用领域。

　　第二个是数据中心电源。预计未来服务器增量为每年一千三百万台，每台服务器至多用到价值75美元的氮化镓器件，市场规模也在每年10亿美元左右。纳微计划通过使用氮化镓器件，将服务器电源从目前普遍使用的12V中间总线架构（IBA），转变到48V直接到低压的分比式电源架构（FPA）。

　　第三个市场也是目前市场潜力最大的电动汽车应用。氮化镓器件将主要用于车载充电器（OBC）和DC/DC中，取代现有的超结MOSFET （Super Junction MOSFET）。Sheridan透露纳微已与一家头部整车厂共同开发20kW车载充电器，每台可用到价值50美元的氮化镓集成芯片，2025-2030年市场机会达到4亿美元。另外，纳微也与Brusa Elektronik建立合作关系进军汽车市场。

　　值得注意的是，新兴应用的拓展需要更多的营销成本（SG&A）。因此，在纳微上市后公布详细财务数据时，需要密切关注营销成本在营收中的占比变化，这将决定公司是否能够实现25%的EBITDA目标。

　　总结

　　纳微半导体成立虽然不过数年，但是已经站到了行业领先位置。通过特有的氮化镓集成芯片技术，出货量自2020年起增长很快。综合公司对未来生产的规划，对新兴应用的拓展，以及披露出来的财务模型，纳微半导体发展可期。待公司上市公布详细财务数据时，需要密切关注营销成本和固定资产投资占比的变化，以及来自移动设备应用之外的收入，确认公司发展保持在规划的轨道上。