根據(jù) Omdia 的《2020 年 SiC 和 GaN 功率半導(dǎo)體報(bào)告》,在混合動(dòng)力及電動(dòng)汽車、電源和光伏逆變器需求的拉動(dòng)下,碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)功率半導(dǎo)體的新興市場(chǎng)預(yù)計(jì)在 2021 年突破 10 億美元。
報(bào)告表示,全球 SiC 和 GaN 功率半導(dǎo)體的銷售收入,預(yù)計(jì)從 2018 年的 5.71 億美元增至 2020 年底的 8.54 億美元。預(yù)計(jì)未來(lái)十年,每年的市場(chǎng)收入以兩位數(shù)增長(zhǎng),到 2029 年將超過(guò) 50 億美元。
GaN 和 SiC 功率半導(dǎo)體全球市場(chǎng)收入預(yù)測(cè)(單位:百萬(wàn)美元)
SiC 肖特基二極管已經(jīng)上市十多年了,近年來(lái)出現(xiàn)了 SiC 金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(SiC MOSFETs)和結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(SiC JFETs)。SiC 功率模塊也越來(lái)越多,包括混合 SiC 模塊(這種模塊包含帶 Si 絕緣柵雙極晶體管(IGBTs)的 SiC 二極管),以及包含 SiC MOSFETs 的完整 SiC 模塊(不論這種模塊是否帶有 SiC 二極管)。
SiC MOSFETs 在制造商中很受歡迎,已經(jīng)有幾家公司提供了這種產(chǎn)品。有幾個(gè)因素導(dǎo)致 2019 年的平均價(jià)格下降,比如 650 伏、700 伏和 900 伏 SiC MOSFETs 上市,其定價(jià)與硅超結(jié) MOSFETs 競(jìng)爭(zhēng),又比如供應(yīng)商之間的競(jìng)爭(zhēng)加劇。
SiC 和 GaN 功率半導(dǎo)體市場(chǎng)趨勢(shì)
到 2020 年底,SiC MOSFETs 預(yù)計(jì)將產(chǎn)生約 3.2 億美元的收入,與肖特基二極管的收入相當(dāng)。從 2021 年起,SiC MOSFETs 將以略快的速度增長(zhǎng),成為最暢銷的分立 SiC 功率器件。同時(shí),盡管 SiC JFETs 的可靠性、價(jià)格和性能都很好,但據(jù)預(yù)測(cè),SiC JFETs 的收入要比 SiC MOSFETs 少得多。
結(jié)合 Si IGBT 和 SIC 二極管的混合型 SiC 功率模塊在 2019 年的銷售額估計(jì)約為 7200 萬(wàn)美元,全 SiC 功率模塊在 2019 年的銷售額估計(jì)約為 5000 萬(wàn)美元。Omdia 預(yù)計(jì)到 2029 年,全 SiC 功率模塊將實(shí)現(xiàn)超過(guò) 8.5 億美元的收入,因?yàn)樗鼈儗⒈粌?yōu)先用于混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)逆變器。相比之下,混合型 SiC 功率模塊將主要用于光伏(PV)逆變器、不間斷電源系統(tǒng)和其他工業(yè)應(yīng)用,帶來(lái)的增長(zhǎng)速度要慢得多。
2019 年以來(lái)發(fā)生了什么變化?
現(xiàn)在,SiC 和 GaN 功率器件都有數(shù)萬(wàn)億小時(shí)的器件現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)。供應(yīng)商,甚至是新進(jìn)入市場(chǎng)的企業(yè),都在通過(guò)獲得 JEDEC 和 AEC-Q101 認(rèn)證來(lái)證明這一點(diǎn)。SiC 和 GaN 器件似乎不存在任何意外的可靠性問(wèn)題;事實(shí)上,它們通常比硅器件更好。
SiC MOSFET 和 SiC JFET 的工作電壓較低,如 650V、800V 和 900V,使 SiC 在性能和價(jià)格上都能與 Si 超結(jié) MOSFET 競(jìng)爭(zhēng)。
IT之家獲悉,報(bào)告提及,內(nèi)含 GaN 晶體管和 GaN 系統(tǒng)集成電路的終端產(chǎn)品已投入批量生產(chǎn),特別是用于手機(jī)和筆記本電腦快速充電的 USB C 型電源適配器和充電器。此外,許多 GaN 器件正由晶圓代工服務(wù)提供商制造,在標(biāo)準(zhǔn)硅片上提供內(nèi)部 GaN 外延晶體生長(zhǎng),隨著產(chǎn)量的增加,產(chǎn)能可能無(wú)限擴(kuò)大。
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