GaN功率半导体行业报告：应用场景加速拓展，数据中心与汽车电子贡献增量

应用场景加速拓展，数据中心与汽车电子贡献增量—GaN功率半导体行业报告分析师：彭琦E-MAIL:pengqi@gyzq.com.cn执业证书编号：S0020523120001证券研究报告2026年6月8日投资评级推荐联系人：李聪E-MAIL:licong@gyzq.com.cnGaN功率器件兼具高频、高功率优势，应用场景从消费电子逐步向数据中心、汽车电子等高价值场景扩展。预计全球GaN功率半导体市场规模从2025年5.5亿美元提升至2030年的41.5亿美元，其中智能手机是最大的应用场景，但占比预计逐步下滑；数据中心有望成为增速较快的增量市场，2030年占比预计提升至37.3%。汽车电子和HPC等场景也有望随高频化、高效率和高功率密度需求提升而逐步放量，推动GaN应用结构多元化。数据中心有望成为GaN重要增量方向。AI服务器出货增长与单机功率提升共同推升供电压力，传统低压大电流供电模式面临损耗、线缆和散热压力，推动服务器供电架构向800V HVDC演进。服务器侧增量主要来自800V DC-DC、IBC及POL/VRM等后级转换环节。GaN凭借高频、低损耗、高功率密度的优势，有望在800V DC-DC及高功率IBC中率先导入。当前GaN在AI服务器电源中的渗透仍处于早期，后续将随成本下降、客户验证后逐步导入。测算来看，服务器GaN市场空间有望由2024年的约3.0亿美元提升至2028年的约12.7亿美元。汽车电子中OBC和DC-DC是较明确的落地方向。OBC功率等级由3.3/6.6kW向11/22kW升级，推动效率、散热和小型化需求提升；双向OBC进一步增加拓扑复杂度和主动开关数量，有望提升单机GaN价值量。DC-DC方面，汽车智能化和48V架构升级推动车载DC-DC需求提升，激光雷达、ADAS、线控底盘等低压高功率负载增加，使48V/12V供电对效率、功率密度和热管理要求提高，GaN有望在HV-LV DC/DC及48V→12V环节渗透。消费电子仍是当前主要应用场景。智能手机较大存量和充电器更新需求为GaN提供应用基础，随着快充从中低功率向65W以上、多口共用场景升级，GaN在小型化、低损耗和温升控制方面的优势更容易体现。笔电适配器功率普遍高于手机，65W–100W和100W–160W GaN适配器供应主要在第三方品牌，随着GaN成本下降、USB-C PD生态成熟和产业链成熟，OEM有望导入GaN方案。160W以上更适合GaN的应用，但由于终端出货量较小、用户对体积敏感较低、电源拓扑复杂等因素导致OEM切换GaN的节奏相对较慢。竞争格局，GaN产业正从产品导入逐步进入规模化制造阶段。当前全球GaN功率器件竞争格局较为集中，头部厂商逐步从消费电子向AI数据中心、汽车电子、机器人、工业电源等高价值场景拓展。供给端看，随着GaN晶圆稼动率提升和8英寸产线扩张，将有望推动成本改善；中长期看，12英寸GaN具备进一步降本潜力，但产业化仍需验证。核心观点资料来源：国元证券研究所21PARTGaN：高频高功率密度优势驱动应用边界拓展3硅、氮化镓和碳化硅应用比较1、GaN具备高频、低损耗和高功率密度优势，适合电源小型化需求。相较传统Si器件，GaN在高频开关下具备更低导通损耗和开关损耗，有助于减少磁性器件、电容等外围器件体积，推动电源模块向高效率、小型化和轻量化方向发展。2、GaN与SiC应用边界不同，GaN优势集中在中低压和高频场景。相较SiC，GaN更适合650V及以下电压平台，可应用于消费电子快充、数据中心电源、通信电源、车载OBC/DC-DC等场景；SiC则在高压、大功率等场景中具备较强优势。GaN兼具高频与高功率密度优势，适合中低压高频电源场景主要半导体材料对比资料来源：英诺赛科招股书， frost & sullivan，国元证券研究所4氮化镓下游应用数据中心与汽车电子成为GaN主要增量全球GaN功率市场规模（百万美元）GaN功率半导体应用结构资料来源：Navitas，国元证券研究所51、全球GaN功率半导体市场有望保持较高增长。预计全球GaN功率市场规模由2025年的5.5亿美元提升至2030年的41.5亿美元，2025-2030年CAGR约49.8%。2、智能手机仍是当前最大应用场景，但占比预计逐步下降。预计2030年智能手机GaN市场规模提升至12亿美元，但占比降至28.9%，GaN应用正从消费电子向更多场景扩展。3、数据中心有望成为增速较快的增量市场。预计2030年数据中心GaN市场规模提升至15.5亿美元，占比提升至37.3%，成为GaN功率器件重要的增量方向之一。4、汽车电子有望同步放量，推动应用结构多元化。2030年汽车电子市场规模预计提升至5.5亿美元，此外，高性能计算、能源和工业等场景也将受益于高频化、高效率和高功率密度需求提升。GaN技术向低压集成化与高压化并行演进不同衬底的GaN功率器件优势电压段GaN单晶生长技术进展资料来源：行家说《2024-2025年氮化镓（GaN）产业调研白皮书》，国元证券研究所61、GaN技术路线呈现低压集成化和高压化并行发展趋势。2024-2025年，GaN功率器件一方面向40V-200V低压和单片集成方向拓展，另一方面向900V-1700V高压器件推进，覆盖范围由消费电子快充向数据中心、汽车和工业电源扩展。2、低压和650V中压仍是GaN当前最具确定性的应用区间。低压GaN适合DC-DC、POL、激光雷达驱动和低压大电流场景；650V GaN适合快充、服务器PSU、OBC和通信电源等高频电源场景，是当前GaN替代硅MOSFET的潜在核心市场。3、垂直GaN和GaN单晶衬底是中长期高压化方向。垂直GaN有望提升耐压能力和功率密度，但当前仍受制于GaN单晶衬底、外延缺陷密度、尺寸放大和成本等因素，距离大规模功率半导体应用仍需验证。4、高压GaN有望拓展应用边界，但短期仍需与SiC形成差异化竞争。在1200V及以上高压场景中，SiC仍具备成熟度和可靠性优势；GaN若要进入更高压市场，仍需要依靠高频、高效率和系统成本优势实现差异化突破。2PARTAI服务器功率升级驱动GaN电源需求增长7数据中心能耗压力驱动800V HVDC架构导入全球数据中心能源消耗（TWh）资料来源：Navitas，eet-china，国元证券研究所81、AI GPU/CPU功耗持续增加，推动数据中心功率密度上行，传统低压大电流供电模式面临损耗、线缆和散热压力。2、800V HVDC可降低配电电流和铜耗，提升高功率机柜供电效率与扩展性，成为AI数据中心电源架构升级方向之一。3、在更高频率、更高功率密度和小型化需求下，GaN有望优先在服务器800V DC-DC、48V IBC等环节提升渗透率。数据中心功率密度变化AIGPU/CPU功耗持续增加AI服务器销量和单机功率持续提升1、AI服务器出货量增长构成电源需求扩张的数量基础，预计全球AI服务器出货量由2024年的167万台提升至2028年的409万台。2、单机功率持续上行，英伟达平台功率由A100约6.5kW提升至B300约15kW，后续Rubin平台有望进一步提升。预计单台AI服务器等效功率从2024年的9kW提升至2028年的20