Análisis en profundidad de los movimientos en el sector del nitruro de galio (GaN): ¿El “nuevo favorito” de las fuentes de alimentación AI o una “burbuja de especulación”?
El 17 de septiembre, el concepto de “nitruro de galio” se volvió repentinamente activo en el mercado de acciones A, con compañías como Shilianxing y Jiejie Weidian registrando aumentos de más del 5%. Se difundieron rumores de que las órdenes de fuentes de alimentación AI basadas en nitruro de galio habían aumentado significativamente y que los costos se estaban acercando a los de los dispositivos basados en silicio, lo que encendió el entusiasmo de los inversores.
Sin embargo, como periodistas financieros y académicos, necesitamos ver más allá de las fluctuaciones de los precios de las acciones y comprender la realidad de la industria. En resumen, se trata de una reacción del mercado impulsada tanto por la “ansiedad por la potencia de procesamiento de AI” como por las expectativas de iteración tecnológica, pero la situación real es mucho más tranquila de lo que sugieren los rumores. El nitruro de galio tiene un gran futuro en el campo de las fuentes de alimentación para servidores AI, pero aún no ha llegado el momento de sustituir completamente a los chips de silicio, ya que la diferencia de costos sigue existiendo.
A continuación, desglosamos este evento noticioso desde cinco perspectivas para que puedas entender los cambios en la industria de semiconductores en lenguaje sencillo:
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¿Por qué el aumento repentino? Los servidores AI se han convertido en “tigres energéticos” y las fuentes de alimentación tradicionales no son suficientes?
Primero, debemos entender por qué todos de repente se han interesado en el nitruro de galio. La fuerza motriz principal es una sola: el AI consume mucha energía.
Los servidores anteriores tenían un consumo de energía relativamente controlable. Pero ahora, con el aumento de la demanda de entrenamiento y procesamiento de modelos grandes, la potencia de los gabinetes de los centros de datos está avanzando hacia los “megavatios”. Puedes imaginar a los servidores AI actuales como un grupo de atletas de velocidad que están corriendo a toda velocidad y necesitan un suministro de energía extremadamente potente y estable.
Las fuentes de alimentación tradicionales basadas en MOSFET de silicio enfrentan limitaciones al manejar escenarios de alta potencia y alta densidad:
1. Gran generación de calor y baja eficiencia: Los dispositivos de silicio pierden mucho energía a altas frecuencias y voltajes, lo que hace que las fuentes de alimentación sean más grandes y aumente la presión de disipación del calor.
2. Gran tamaño: Para acomodar más potencia, los módulos de fuentes de alimentación se vuelven más voluminosos, ocupando un espacio valioso dentro del servidor.
El nitruo de galio, como material semiconductor de tercera generación, tiene naturalmente características de **alta frecuencia, alta tensión y alta eficiencia*. En las fuentes de alimentación para servidores AI, puede proporcionar más potencia en un tamaño más pequeño y genera menos calor. Por lo tanto, cuando se difundió la noticia de que las órdenes de fuentes de alimentación AI habían aumentado, los inversores inmediatamente pensaron que, dado que el AI es la gran tendencia de los próximos años, el nitruo de galio, el componente clave para “alimentar” al AI, también sería muy valioso.
Resumen sencillo: Los servidores AI son “glotones de energía” y “temen el calor”; las fuentes de alimentación tradicionales de silicio no son suficientes y además generan calor, mientras que las fuentes de alimentación de nitruo de galio son eficientes y de tamaño reducido, por lo que se han vuelto muy demandadas.
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Rumores vs realidad: “Los costos se acercan a los de los dispositivos de silicio” es una exageración; actualmente se está solo “probando en pequeñas cantidades”
La noticia mencionaba que los costos se estaban acercando a los de los dispositivos de silicio, lo que fue un factor clave para el aumento de los precios de las acciones, pero expertos de la industria y organizaciones de investigación han desacreditado esta afirmación: este no es completamente cierto, al menos para aplicaciones de servidores de gama alta.
Es importante distinguir entre dos escenarios:
1. Fuentes de alimentación de consumo (como los cargadores de teléfonos): Después de años de iteración, los costos del nitruo de galio han disminuido significativamente y ya son muy similares o incluso más bajos que los de los sistemas basados en silicio, lo que explica por qué los cargadores rápidos son cada vez más pequeños y económicos.
2. Fuentes de alimentación industriales/servidor (alta tensión, alta potencia): Estos son los componentes clave utilizados en los centros de datos AI. Actualmente, los costos de los dispositivos de nitruo de galio de alta tensión siguen siendo significativamente más altos que los de los MOSFET de silicio tradicionales.
¿Por qué son más caros? Porque la fabricación es más compleja. La producción de nitruo de galio involucra procesos como el crecimiento epitaxial, el control de la tasa de éxito y el encapsulado, lo que aumenta los costos unitarios. Por ahora, la aplicación del nitruo de galio en fuentes de alimentación AI está en una etapa de introducción en pequeñas cantidades. Es decir, fabricantes líderes como Delta y Lite-On ya han comenzado a probar su uso, pero aún no se ha generalizado a gran escala.
Resumen sencillo: Al igual que en los primeros días de los vehículos eléctricos, aunque la tecnología era avanzada, el costo de las baterías era mucho más alto que el de los vehículos de combustible, por lo que solo algunos modelos de gama alta los utilizaban. Ahora, el nitruo de galio en las fuentes de alimentación para servidores es una opción “de gama alta pero cara”; aún no ha llegado el momento de que se generalice a precios asequibles.
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Pronóstico de tiempo: 2026 es un punto crítico; un crecimiento impresionante en los próximos 5 años
Aunque aún no se ha generalizado a gran escala, la industria tiene expectativas muy optimistas para el futuro. Según el CASA Industry Research Institute y varios expertos, podemos trazar una línea de tiempo clara:
- Actualmente (2024-2025): Período de verificación e introducción temprana.
- La tasa de penetración es muy baja; se espera que para finales de 2026, el nitruo de galio solo represente entre el 5% y el 10% de las fuentes de alimentación para AI.
- Se utilizará principalmente en escenarios de alta eficiencia de gama alta como complemento a los dispositivos de silicio, no como sustituto.
- 2025-2030: Período de crecimiento explosivo.
- Con la aceleración de la construcción de nuevos centros de procesamiento de AI y la actualización de fuentes de alimentación antiguas, se espera un crecimiento anual del mercado de hasta el 70%.
- Este es un número impresionante, lo que significa que el volumen del mercado se duplicará en pocos años.
- Próximos 2-3 años: Antes de una sustitución a gran escala.
- La industria espera que los signos de una sustitución a gran escala aparezcan en los próximos dos o tres años.
Resumen sencillo: Comprar acciones de nitruo de galio ahora no significa invertir en el “rendimiento actual”, sino en la “historia futura”. La materialización de esta historia tomará tiempo; se verán cambios significativos en la cuota de mercado alrededor de 2026, y el verdadero auge no ocurrirá hasta después de 2025.
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El secreto de la disminución de los costos: del tamaño de los wafer de 6 pulgadas a 8 pulgadas y el “bajo voltaje” es clave
Muchas personas temen que el nitruo de galio siempre sea caro, pero los costos están disminuyendo rápidamente, principalmente gracias a dos factores:
1. Mejora en el tamaño de los wafer (de 6 pulgadas a 8 pulgadas a 12 pulgadas):
- Actualmente, las líneas de producción principales utilizan wafer de 6-8 pulgadas. A medida que las líneas de producción de nitruo de galio de 8 pulgadas comiencen a producir en masa y las capacidades de 12 pulgadas se liberen en el futuro, el costo por chip disminuirá.
- El director de investigación Zhang Wenling señaló que los costos del nitruo de galio de 650V (alta tensión) de algunos fabricantes nacionales ya se han acercado a los de los dispositivos de silicio, pero la competitividad de costos para voltajes inferiores a 100V aún necesita mejorar.
2. Los dispositivos de baja tensión son clave para los grandes volúmenes:
- Este es un detalle que a menudo se pasa por alto. En los gabinetes de megavatios, la cantidad de dispositivos de nitruo de galio de baja tensión utilizados es aproximadamente 18 veces mayor que la de dispositivos de alta tensión (650V).
- Esto significa que la competencia en el sector del nitruo de galio se centrará en **quién puede suministrar dispositivos de baja tensión a bajo costo y en gran escala*. Aquellos que logren superar las barreras tecnológicas y de suministro en este campo se llevarán la mayor parte del mercado.
Resumen sencillo: El precio del nitruo de galio disminuirá gracias a la mejora de las fábricas (aumento del tamaño de los wafer). En el futuro, los dispositivos de baja tensión serán los más demandados, no los de alta tensión.
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Patrón industrial: No es una competencia de “muerte o vida”, sino una coexistencia complementaria
Finalmente, debemos corregir un malentendido común: ¿El nitruo de galio reemplazará completamente al silicio?
La respuesta es: no.
Expertos de la industria han señalado claramente que los dispositivos de silicio también están siendo actualizados (como los MOSFET y IGBT de superestructura), por lo que su relación es más de complementariedad que de sustitución completa.
- El nicho del nitruo de galio: escenarios de alta frecuencia, alta tensión, alta densidad y alta eficiencia. Aplicaciones típicas: fuentes de alimentación para servidores AI, cargadores rápidos, almacenamiento de energía, cargadores OBC para vehículos eléctricos, fuentes de alimentación para robots.
- El nicho del silicio: escenarios de baja y media tensión, corrientes altas y costos sensibles, de uso generalizado en gran escala.
Los principales impulsores a largo plazo son dos:
1. Infraestructura de potencia de AI: Este es el factor más directo, con un aumento en la demanda de fuentes de alimentación para servidores y almacenamiento de energía.
2. Vehículos eléctricos y robots: Con la popularización de plataformas de alta tensión de 800V en los vehículos eléctricos y el desarrollo de robots humanoides, los sistemas de alimentación en estos campos también incorporarán en gran medida el nitruo de galio.
Por ejemplo, la empresa líder Innosys aumentó un 183% en las exportaciones de chips para AI y centros de datos en el primer semestre, lo que demuestra el crecimiento real de la demanda. Sin embargo, también señalaron que el uso en centros de datos aún está en una etapa temprana y las empresas están explorando modelos de cooperación con proveedores de servicios en la nube.
Resumen sencillo: El silicio y el nitruo de galio no son competidores directos; ambos tienen su lugar. El silicio seguirá siendo el estándar en muchos campos, mientras que el nitruo de galio se expandirá a más escenarios industriales y de procesamiento de datos a medida que los costos disminuyan. En los próximos años, el nitruo de galio pasará de ser un producto de gama alta y de nicho a ser más generalizado en la industria.
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Consejos para inversores ordinarios
1. Cuidado con la especulación a corto plazo: Los aumentos de los precios de las acciones a menudo preceden a los fundamentos reales. La afirmación de que los costos se están acercando a los de los dispositivos de silicio aún no se ha corroborado en el mercado de gama alta, por lo que es necesario estar atento al riesgo de corrección después de la especulación.
2. Centrarse en la lógica a largo plazo: La construcción de infraestructura de potencia de AI es una tendencia segura, y el nitruo de galio, como parte clave, tiene un gran potencial de crecimiento a largo plazo (con un crecimiento anual del 70%).
3. Seguir indicadores tecnológicos clave: Presta atención a la tasa de éxito de las líneas de producción de 8 pulgadas, a la velocidad de disminución de los costos de los dispositivos de baja tensión y a la **proporción de compras de los principales fabricantes de fuentes de alimentación*. Estos son los indicadores clave para determinar si la industria realmente ha entrado en una fase de explosivo crecimiento.
4. No idealizar la sustitución: No esperes que el nitruo de galio reemplace todos los chips de silicio de inmediato; es un proceso gradual. Los próximos 2-3 años serán cruciales para observar los cambios en el mercado.
En resumen, comprar acciones de nitruo de galio ahora significa invertir en la “historia futura”. La materialización de esta historia tomará tiempo; los cambios significativos en la cuota de mercado no se verán hasta alrededor de 2026, y el verdadero auge no ocurrirá hasta después de 2025.