SiC和GaN功率半導(dǎo)體市場(chǎng)在2027年將超越100億美元! |
時(shí)間:2019-01-23 來(lái)源:管理員 |
新興市場(chǎng)碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)功率半導(dǎo)體預(yù)計(jì)將在2020年達(dá)到近10億美元,推動(dòng)力來(lái)自混合動(dòng)力及電動(dòng)汽車(chē)、電力和光伏(PV)逆變器等方面的需求。 IHS Markit分析 對(duì)SiC行業(yè)持續(xù)強(qiáng)勁增長(zhǎng)的預(yù)期很高,主要推動(dòng)力是混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)售的增長(zhǎng)。市場(chǎng)的滲透也在增長(zhǎng),特別是在中國(guó),肖特基二極管、MOSFET、結(jié)柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(JFET)和其他SiC分立器件已經(jīng)出現(xiàn)在量產(chǎn)汽車(chē)DC-DC轉(zhuǎn)換器、車(chē)載電池充電器之中。 越來(lái)越明顯的跡象是,傳動(dòng)系主逆變器——采用SiC MOSFET,而不是Si絕緣柵雙極晶體管(IGBT)—將在3-5年內(nèi)開(kāi)始出現(xiàn)在市場(chǎng)上。由于非常多的設(shè)備用于主逆變器中,遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于在DC-DC轉(zhuǎn)換器和車(chē)載充電器中的數(shù)量,這就會(huì)迅速增加設(shè)備需求。也許在某個(gè)時(shí)間點(diǎn),逆變器制造商最終選擇定制全SiC功率模塊,而不選擇SiC分立器件。集成、控制和封裝優(yōu)化是模塊化裝配的主要優(yōu)點(diǎn)。
不僅每輛車(chē)的SiC設(shè)備數(shù)量將會(huì)增加,而且對(duì)于電池電動(dòng)汽車(chē)(BEV)和插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)(PHEV)的新增全球注冊(cè)需求也將在2017年和2027年之間增加10倍,因?yàn)槿蛟S多政府都鎖定目標(biāo)降低空氣污染,同時(shí)減少依賴燃燒化石燃料的車(chē)輛。中國(guó)、印度、法國(guó)、英國(guó)和挪威都已經(jīng)宣布計(jì)劃在未來(lái)數(shù)十年內(nèi)禁止搭載內(nèi)燃機(jī)的汽車(chē),代之以更清潔的車(chē)輛。電氣化車(chē)輛的前景一般來(lái)說(shuō)將會(huì)因此而變得非常好,特別是對(duì)寬禁帶半導(dǎo)體而言更是如此。 SiC電力電子器件主要包括功率二極管和三極管(晶體管、開(kāi)關(guān)管)。SiC功率器件可使電力電子系統(tǒng)的功率、溫度、頻率、抗輻射能力、效率和可靠性倍增,帶來(lái)體積、重量以及成本的大幅減低。SiC功率器件應(yīng)用領(lǐng)域可以按電壓劃分: 低壓應(yīng)用(600 V至1.2kV):高端消費(fèi)領(lǐng)域(如游戲控制臺(tái)、等離子和液晶電視等)、商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域(如筆記本電腦、固態(tài)照明、電子鎮(zhèn)流器等)以及其他領(lǐng)域(如醫(yī)療、電信、國(guó)防等) 中壓應(yīng)用(1.2kV至1.7kV):電動(dòng)汽車(chē)/混合電動(dòng)汽車(chē)(EV/HEV)、太陽(yáng)能光伏逆變器、不間斷電源(UPS)以及工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)(交流驅(qū)動(dòng)AC Drive)等。
高壓應(yīng)用(2.5kV、3.3kV、4.5kV和6.5kV以上):風(fēng)力發(fā)電、機(jī)車(chē)牽引、高壓/特高壓輸變電等。
近年來(lái),有關(guān)GaN功率器件最有趣的故事是GaN系統(tǒng)集成電路(IC)的到來(lái),也就是將GaN晶體管與硅柵驅(qū)動(dòng)器IC或單片全GaN IC一同封裝起來(lái)。一旦它們的性能針對(duì)移動(dòng)電話和筆記本充電器和其他高容量應(yīng)用得到優(yōu)化,就很可能在更廣泛的范圍內(nèi)大面積普及。相反,商業(yè)化的GaN功率二極管發(fā)展從未真正開(kāi)始,因?yàn)樗鼈兾茨芴峁┫鄬?duì)于Si器件更為顯著的益處,相關(guān)的發(fā)展已被證明太過(guò)昂貴而且不可行。SiC肖特基二極管已經(jīng)很好地用于這一目標(biāo),并且具有良好的定價(jià)路線圖。 對(duì)于這些應(yīng)用而言,GaN是種理想的選擇。GaN基于鎵和III-V族氮化物,是一種寬帶隙工藝,意味著它比傳統(tǒng)的基于硅的器件更快,而且能夠提供更高的擊穿電壓。
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