研究機(jī)構(gòu)：內(nèi)含氮化鎵GaN晶體管/系統(tǒng)集成電路終端產(chǎn)品已批量生產(chǎn)

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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