Navitas是全球领先的氮化镓功率IC设计及供应商，是第三代半导体新兴技术的领军者之一。第三代半导体目前处于快速发展阶段，本文希望通过分析公司发展历程，总结其在成长过程中的成功要素及竞争优势，同时挖掘行业未来增长驱动力，以此为投资者和中国第三代半导体行业发展提供更好的借鉴经验。

摘要

高效、高频GaN功率器件未来有望在数据中心/光伏/电动汽车等领域加速渗透。GaN功率器件需求快速提升，根据Yole、IHS和Navitas，2026年市场规模有望达21亿美元，主要受益于转换器效率提升趋势及大功率PSU在消费电子、数据中心等领域加速渗透等。集成化GaN功率IC对电路布局进行优化，增加产品稳定性和可靠性，同时相较于GaN晶体管和Si功率器件更高效、高频、低成本；我们认为GaN功率IC远期有望在多下游应用领域迎来更多使用场景。

技术迭代催化下游拓展，公司受益于GaN渗透率与高景气下游双重驱动。公司GaN功率IC技术全球领先，具有技术优势及先发优势，客户粘性高，竞争优势稳固。供应链来看，公司切入大客户供应链体系，我们认为有利于与客户协同迭代技术，助力业绩增长：1）与头部客户合作有望加速技术迭代升级，进一步筑牢技术优势，逐步迁移技术至门槛更高的应用；2）客户粘性较高，切入头部客户有利于贡献长期增量，此外与龙头合作的示范效应有利于长尾客户的拓展。应用端来看，得益于GaN加速渗透，叠加公司产品迭代与成本降低，有望于多下游应用中逐步替代Si器件。

他山之石：技术创新，客户协同，中国机遇。复盘Navitas借鉴意义包括：1）技术创新：持续的研发投入与技术创新有望帮助公司构筑长期竞争力，打开更大成长空间；2）客户协同：与头部客户合作有望助力公司持续迭代技术并迁移至其他领域，此外受益于龙头合作示范效应有望进入更多长尾客户；3）中国机遇：中国为全球半导体主要市场，抓住中国市场发展机遇有望迅速提升竞争力。

风险

产品研发速度、认证与推广不及预期；产能受限；出口限制和限制贸易和投资的法律风险；下游行业增速及GaN渗透率提升不及预期。

正文

Navitas：聚焦氮化镓功率IC，多元高景气下游驱动业绩增长

Navitas Semiconductor（NVTS.O）是一家成立于2013年，专注于提供高性能、高效率、优成本的氮化镓功率集成电路的设计、开发和销售企业。该公司产品主要涵盖GaN功率IC，截至2021年12月已被超过170种充电器采用，另有240余种处于研发状态。公司产品被广泛应用在消费电子领域，根据Navitas，未来GaN产品有望应用于光伏和电动汽车等领域，客户目前覆盖三星、戴尔、联想、LG、小米、华为、OPPO、亚马逊等龙头企业。公司于2021年10月与Live Oak Acquisition Corp. II（“LOKB”）完成合并上市，截至4Q21实现收入2374万美元，同比增长100%，截至2021年12月，公司员工为162人，其中研发人员超过98人，硕士及博士占比超过55%。

主营业务：全球领先氮化镓功率芯片公司

公司将氮化镓功率晶体管和驱动、控制和保护等电路集成为功率集成电路并量产，技术全球领先。公司量产的GaN功率IC将功率器件和相关电路集成在5 x 6mm的QFN封装中，一方面有效提高PSU电源供应单元的充电速度、效率、可靠性和成本效益；另一方面同时支持全桥、半桥电路设计，扩展大量应用场景。根据Navitas，公司产品目前主要应用于消费电子领域，未来计划向光伏和电动汽车等领域拓展。

供应链：上游供应商呈现集中状态，下游集中于消费电子领域

Navitas采用Fabless模式进行芯片设计，产品生产采用委外加工的模式完成，主要采购定制化晶圆及相关的制造、封装及测试的服务，为下游移动通讯客户提供GaN功率IC。上游来看，公司供应商呈现较集中状态，由台积电和Amkor分别提供晶圆代工和封装测试。下游来看，客户主要涵盖三星、LG、OPPO、小米、Anker、Dell和亚马逊等一线消费电子品牌。公司产品目前被广泛应用于消费电子前装和后装电源适配器中。

氮化镓功率芯片：具备高效、高频特性，远期渗透数据中心/光伏发电/电动汽车等领域

氮化镓功率芯片是更高效、低耗的集成化功率产品

氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）均为第三代半导体材料，相比传统半导体材料Si具有更大的禁带宽度和更细窄的耗尽区，因此可以处理高压、高温场景，并提供更快的开关速度。实际运用中，GaN和SiC较Si拥有更高的开关频率、功率密度和瞬态性能，以及更低的开关损耗，被广泛应用在基站、电动汽车、高功率电子器件和基础设施等场景中。

氮化镓功率芯片（GaN Power IC）指将逻辑、驱动和保护等电路及氮化镓晶体管（GaN FET）集成于硅基晶圆而得的高效、高频的功率集成电路。功率半导体是为电子器件提供电力或实现电子电力转换及控制的核心器件，核心发展趋势是提高能量转换率、减少损耗。进一步集成后，GaN功率IC能有效提高能量效率、可靠性和成本效益，主要用于充电器、适配器、开关电源（SMPS）、DC-DC、DC-AC等产品，下游应用广泛涉及消费电子、工业、数据中心、光伏、电动汽车和国防等领域。

GaN功率IC较GaN FET效率更高、成本更低。从电路设计来看：提升功率密度的关键是提高开关频率，以减少无源元件（如变压器、EMI滤波器等）的体积和输出电容。集成化GaN功率IC对电路布局进行优化，减少寄生参数的影响，增加电路的稳定性和可靠性。

GaN功率半导体市场：多元下游驱动，2026年市场规模达21亿美元

GaN功率半导体市场需求受高景气下游驱动，2026年市场规模达21亿美元。根据 Yole、IHS和Navitas预测，2020年全球GaN功率半导体市场规模为2千万美元，约占功率半导体市场份额的0.3%；预测至2026年全球GaN功率半导体市场规模有望达到21亿美元，2020E-2026E CAGR达117%。

按下游应用来看，GaN功率半导体凭借转换效率高、能量损耗小等优势，成为电源供应单元PSU的理想材料，下游应用领域广泛。根据Yole及IHS数据，随电动汽车渗透率预期提高，预计2026年电动车用GaN功率半导体市场规模可达7.2亿美元，占比第一；受益于5G智能手机的更新迭代，手机快充市场预计于2026年达到5.8亿美元，占比跃居第二；消费电子、光伏逆变器和数据中心2026年市场规模分别为2.9亿、1.9亿、1.4亿美元。

竞争格局来看，全球GaN功率半导体行业竞争格局较为集中。根据TrendForce，全球GaN功率半导体市场较为集中，2021年全球前5大厂商为Navitas、PI、英诺赛科、EPC和Transphorm，CR5为93%。其中Navitas市场份额近30%，国内厂商英诺赛科市场份额为20%。

商业模式来看，前几大厂商多采用Fabless模式运营，仅有英诺赛科、英飞凌采用IDM模式。目前多数海内外GaN厂商收入规模、产品数量仍相对较小，多采用轻资产模式运营，借助代工厂工艺平台设计产品。国内厂商英诺赛科率先采用IDM模式运营，集芯片设计、外延生长、芯片制造、测试于一体，拥有全球最大的8英寸硅基氮化镓晶圆的生产能力。

我们认为，GaN半导体产业链IDM模式和Fabless + Foundry模式或均将长期存在，两者各有优势：一方面，IDM模式在全球缺芯背景下能够更好地保障产能和供货时间；但Foundry资本支出较高，需要足够大的产品体量来维持运营。另一方面，Fabless + Foundry模式则可以最小化资本支出，同时可利用各代工厂工艺平台，但产能和议价能力均一定程度上受限于代工厂。

行业驱动力：消费电子加速渗透，远期汽车为成长动能

驱动力#1：消费电子：高功率电源  需求带动GaN功率半导体量价双增

GaN功率IC在消费电子中主要用于电源适配器、无线充电、过电压保护OVP等场景，GaN具备高能量密度、高转换效率等优点，可满足高性能消费电子设备的快速充电和充电保护等需求。根据Yole和Navitas预测，2020年全球消费电子（含手机）GaN功率市场规模达1259万美元，预计2026年达到8.7亿美元，2020E-2026E CAGR有望达到103%。

高功率电源需求有望带动消费电子GaN功率IC量价双增，用量来看：

►电源适配器：电源适配器是消费电子GaN功率IC中的主要增量。适配器将交流电转换成直流电输出，给手机、平板、液晶显示器、计算机等供电。与传统适配器中的Si MOSFET相比，GaN器件拥有关断速度快、开关频率高、无反向恢复损失、低传导损耗等特点，在减少开关损耗及改善充电效率的同时保证适配器小尺寸化。

►无线充电：无线充电指充电器与电子设备之间利用磁场进行电流传递，以实现无导线充电，技术可分为电磁感应和耦合共振两种。目前受限于技术和Si材料限制，无线充电尚未大规模商用，远期或有突破，而使用GaN材料可通过降低电流开关损耗和导通损耗，进而提高无线充电效率和充电距离。

►OVP：过电压保护单元可在输入电压超过指定值时，切断电源以保护主系统。随着电源适配器的充电功率越来越高，过电压保护电路需求有望随之上升，催化电子设备电源接口逐步采纳OTG和反向充电等新应用。考虑到GaN性能优越，根据英诺赛科，厂商可以在电路设计时将OVP中的2颗Si MOSFET替换为1颗GaN器件，降低OVP的整体成本和尺寸。

价值量来看，1）5G带动手机快充需求量增加，加速GaN快充渗透前后装市场。5G手机高能耗应用增加及性能提高带动移动终端快充需求上升，我们认为有望拉动小米、OPPO、魅族等厂商的GaN电源适配器在前装市场中渗透率持续提升，同时带动Aukey、Anker、Belkin和Baseus等厂商的GaN电源适配器在后装市场放量。

2）适配器高功率趋势带动GaN功率半导体用量提升。台式电脑、高清电视、智能家居等消费电子领域主流厂商均推出超过110W的高功率、多用途GaN适配器，我们认为有望拉动GaN功率半导体出货放量。根据英诺赛科解决方案，120W适配器较65W适配器中GaN功率器件使用量由1颗增加至3颗，单件价值量可提升2-3倍。

驱动力#2：汽车：电动化等级提升，为GaN功率半导体最大成长动能

GaN功率IC在汽车中主要用于OBC车载充电器、DC-DC/DC-AC、BMS电池管理系统等，汽车电动化趋势有望推动汽车成为未来GaN功率半导体增长最快的细分领域。根据Navitas预测，2026年全球电动汽车GaN功率市场规模达7.2亿美元，2020E-2026E CAGR有望达到320%。

汽车电动化等级提升显著增加了功率半导体单车价值量，GaN功率半导体主要用于电动汽车的动力总成系统，包括车载充电器OBC、DC-DC/DC-AC及BMS电池管理系统。我们认为，电动化程度提升有望推动GaN功率半导体量价齐升。用量来看：

►OBC：车载充电器将交流电转换为直流电给电池组充电，传统Si基功率器件OBC的效率和功率密度已经接近瓶颈，GaN功率IC有望于OBC中替代Si功率器件，从而提高充电效率及减少汽车总重，从两方面优化汽车里程。例如Hella、Canoo和Continental Powertrain等供应商已使用GaN systems的功率IC推出了不同功率的电动车OBC产品。

►DC-DC/DC-AC：电动汽车动力系统需要主逆变器将电池电流完成大功率DC-AC逆变后驱动电机，后用于再生制动系统，并将回收的能量存回电池；同时，电力系统在输出高电压后需变化至低电压后供汽车低压供电网络，以满足显示器、传感器等应用的需要。使用GaN替代DC-DC/DC-AC中的Si基器件，可将电解电容器改进为更小、更可靠的陶瓷电容器，释放汽车空间，例如BrightLoop Converters已使用GaN systems的功率IC推出了9.6kW的电动车DC-DC转换器。

►BMS：电池管理系统通常配备一个电池保护单元(BPU)，在需要时将电池从充电器或负载上断开。BPU通常由两颗Si MOSFET组成，有望替换为一颗GaN半导体, 以实现更低的导通损耗和开关损耗。

价值量来看，车规级市场对功率芯片可靠性、稳定性、效率要求更高。根据英飞凌，纯电动汽车与48V/轻度混动电动汽车相比，单车半导体成本增加262美元，功率器件成本约上升240美元/辆。根据Navitas、Yole、BCG数据，预计2030年电动汽车单车GaN价值量有望达到50美元/辆，预计2030年市场规模达到25亿美元。

智能电动汽车已由培育期进入成长期，渗透率将加速提高。我们认为，2020年来，智能电动汽车的商业模式已被肯定，行业已从培育期过渡到成长期，或将驶入渗透率加速车道。根据中汽协数据，2021年中国新能源汽车总销量为352.1万辆，同比增长157.6%，渗透率达14.8%。参考《2022中金汽车白皮书：望远看未来，洞见品变迁》，我们预测2025年中国新能源乘用车渗透率超越30%，年复合增速持续保持较快水平。我们认为电动车渗透率的提高将推动汽车类功率芯片打开更大市场空间。

驱动力#3：数据中心高效、高功率密度发展提升GaN功率半导体需求

GaN功率IC在数据中心中主要用于PSU电源供应单元中，数据中心能耗管理需求大幅提高有望提升GaN功率半导体需求。根据Navitas预测，2026年全球数据中心GaN功率市场规模达1.4亿美元，2020E-2026E CAGR有望达到81%。

我们认为，GaN有望于数据中心中替代Si，实现量价齐升：

用量来看：相比Si，GaN可以减少用电成本及提高能量密度，有望替代Si并进一步放量。数据中心电源系统由PSU电源供应单元（包含PFC功率因数修正器、LLC谐振转换器）与DC/DC等部分组成，涉及大量功率器件。根据GaN System，GaN将满足PSU两大发展趋势：一方面提高效率，减少13%的能耗；另一方面提升一倍的功率密度，进而减小PSU单元尺寸、优化数据中心整体机架排布，提供更紧凑、高效、可靠的电力供应系统。

价格来看，数据中心PSU高功率趋势有望提高单机GaN价值量。根据GaN System和Navitas预测，PSU单机功率正在从2千瓦逐步往3千瓦提高，PSU GaN单机价值量有望提升至75美元，预计2030年总出货达到每年1300万台，对应10亿美元市场份额。

驱动力#4：碳中和激发光伏发电需求，有望推动GaN功率半导体持续放量

GaN功率IC在光伏发电中主要用于逆变器和配套储能中，碳达峰、碳中和目标推动光伏发电与配套储能系统装机量上升，有望推动GaN功率半导体持续放量。根据Yole和Navitas预测，2026年全球光伏发电GaN功率市场规模达1.9亿美元，2020E-2026E CAGR有望达到208%。

光伏发电通过逆变器将直流电逆变为符合电网要求的交流电，输入电网和储能系统，电能转换过程涉及大量功率半导体。GaN功率器件具有静态和动态损耗低、寄生电容小、支持高频、开关速度快等优异性能，能够有效提升光伏发电效率。此外，GaN高频开关可使逆变器产生更干净的正弦波，导致无源元件的明显减少，进而降低光伏发电系统的尺寸、重量和成本，也可使储能系统实现低转换损耗。

市场规模来看，根据Navitas预测，每百万瓦光伏发电装机容量将带来500万-1000万GaN功率IC销售额，预计每瓦GaN价值量为5-10美元，2023-2030年每年市场规模超过10亿美元。

技术迭代催化下游拓展，受益于渗透率与多元应用双重驱动

何为公司核心竞争力？

#1：首创GaN功率 IC技术，高研发投入助力技术保持领先

公司2014年首创并于2018年量产高压GaN 功率 IC，以快速技术迭代构筑公司护城河。在技术上，公司为全球第一家将氮化镓晶体管和驱动、控制和保护等电路集成为功率IC并实现量产的公司，GaN功率IC产品技术全球领先。截至2021年12月31日，公司拥有超过145项专利（已申请和在申请）。

技术研发来看，公司以高研发投入和积极的人才团队建设政策夯实技术基础，助力下游应用持续拓展。研发投入端，公司积极投入技术迭代，以产品更新构筑技术壁垒。2021年公司研发费用率为117%，研发费用同比增长113%。人才团队建设端，公司联合创始人DAN KINZER、JASON ZHANG以及副总裁MARCO GIANDALIA等多位高管均为技术出身，拥有平均30年以上的研发经验，并联合研发GaN功率IC。公司重视人才梯队建设，不断扩充研发团队规模，保证研发团队稳定性。

#2：切入下游龙头供应链，有助于建立先发优势与业务扩张

公司切入大客户供应链体系同时加强研发合作。客户方面，公司在消费领域已经进入头部客户供应链，终端客户包括一线厂商三星、小米、华为、LG、Dell等。研发合作方面，公司于中国杭州及上海开设数据中心及电动汽车设计中心，与下游领域客户合作开发应用方案。

未来增长动能：技术替代、高景气下游

#1：GaN功率半导体加速渗透，技术替代驱动打开成长空间

GaN功率半导体加速渗透，有望于高频场景中逐步替代Si，推动公司GaN功率IC市场规模逐步放大。根据Yole与IHS预测， 2026年全球功率半导体市场规模有望达131亿美元，2020-2026E年复合年增长率为6%；2020年GaN功率半导体占全球功率市场规模尚不足1%，预计至2026年渗透率将达15.9%，对应21亿美元市场规模和2020-2026E年复合年增长率117%。我们认为，GaN与SiC等三代半导体有望于高频、高功率等场景进一步逐步替代Si，于功率器件中渗透率逐步上升，为GaN功率IC提供更大的市场空间。

#2：数据中心/光伏发电/电动汽车等高景气下游带动业绩上升

公司布局高功率消费电子、数据中心、光伏发电、电动汽车等高景气下游。据IDC预测，2020E-2025E年消费电子（含手机快充）、数据中心、光伏发电与电动汽车领域市场规模CAGR有望分别达30%、23%、48%、185%。根据Yole和Navitas预测，2020E-2026E年消费电子（含手机快充）、数据中心、光伏发电与电动汽车领域下游GaN功率半导体市场规模CAGR有望分别达103%、81%、208%、320%，下游景气度较高，需求有望加速提升。

产品附加值来看，高门槛应用场景有望推动下游毛利率增加。根据Navitas测算，数据中心、光伏发电、电动汽车等场景中GaN功率IC价值量将分别达到75美元/台、5-10美元/瓦特和50美元/辆，显著高于消费电子。同时，考虑到技术及性能要求，应用于电动汽车及光伏等高门槛领域的产品相较应用于消费电子领域的产品通常毛利率较高。

他山之石：技术创新，协同效应，中国机遇

行业：下游行业拓展与渗透率提升下，行业空间广阔。目前GaN功率半导体占全球功率半导体市场中比重较少（2020年比重仅为0.3%）。未来伴随下游领域多维应用拓展，我们认为GaN功率半导体渗透率有望持续提升，市场空间广阔。

企业：Navitas自2021年上市之后，实现了业务快速扩张并体现了强大的协同研发能力，我们认为其发展历史对我国其他GaN功率半导体公司有如下借鉴意义：

►技术创新：从欧美成熟半导体公司如TI、ONSemi、意法半导体发展经验来看，技术创新与迭代能力往往是半导体公司的第一生产力，Navitas优异的产品迭代能力再一次验证其重要性。我们认为，一方面，技术创新所带来的优异性能是公司营收的驱动力之一；另一方面，技术创新亦可推动产品制造成本降低，实现更高的毛利率，为公司长期可持续发展打下基础。

►协同效应：我们认为，半导体设计公司作为产业链中的上游，积极与下游客户协同合作，逐步切入下游龙头客户供应链并配合客户持续迭代技术，有望促进公司营收长期增长。Navitas切入大客户供应链体系，并于高景气赛道同头部公司合作开发相关应用，助力业绩增长及业务扩张。我们认为，国内各应用领域下游头部客户众多，国内半导体设计公司有望通过加强与下游龙头客户的合作享受到协同效应带来的技术迭代、背书效应等红利。

►中国机遇：中国是全球半导体主要市场，国内半导体公司可抓住中国市场的成长机遇。Navitas成功于中国开设两处设计中心，与客户合作开发，共同挖掘GaN成长机遇。此外，Navitas还积极与下游厂商（如小米）建立战略伙伴关系，截至1Q22，公司已经累计出货4000万颗GaN IC，其中超过1000万颗供应给小米。公司80%的业务都源自中国，我们认为公司有望借助中国市场的蓬勃机遇迅速成为有影响力的GaN功率半导体公司。

风险因素

►产品研发速度、认证与推广不及预期风险。行业竞争激烈，其特点是持续快速的技术升级、较短的产品生命周期、终端验证时间长等。从研发端来看，若研发周期不及预期，或影响下游对产品的采购水平。从认证与推广端看，终端产品认证周期一般在一年或以上，同时需要研发人员共同协助测试，客户认证要求高。我们认为，产品从研发出样到产生营收有一定滞后，投资人若仅通过可供销售的料号增长推断营收可能存在一定的偏差。

►产能受限的风险。采用Fabless模式的GaN公司对晶圆代工厂产能较为依赖，IDM模式则需大量资金投入，新增产能需要时间较长，半导体行业周期波动较大，签订短期协定或无法保障长期供应，同时GaN IC产品生产工艺复杂，或无法快速导入其他供应商，如若出现产能不足的情况，可能对下游企业的应用、行业整体供货水平和增速产生影响。

►出口限制和限制贸易和投资的法律风险。受美国法律法规的约束，部分出口管制和经济条例可能会禁止某些高新产品和技术的出口，因此可能会限制部分GaN产品的进出口销售，考虑到中国市场的规模，中美之间的相关出口限制可能会对行业的发展及相关公司业务产生影响。

►下游行业增速及GaN渗透率提升不及预期风险。考虑到Si基产品的限制，目前GaN产品主要在消费电子/数据中心/光伏发电/汽车等领域对Si基产品进行替代，若下游行业市场需求不及预期或GaN渗透率提升不及预期，或对行业市场规模增长产生影响。

文章来源

本文摘自：2022年6月21日已经发布的《Navitas：聚焦氮化镓功率IC，多元高景气下游驱动业绩增长》