研究機構(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)體報告》，在混合動力及電動汽車、電源和光伏逆變器需求的拉動下，碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）功率半導(dǎo)體的新興市場預(yù)計在 2021 年突破 10 億美元。

報告表示，全球 SiC 和 GaN 功率半導(dǎo)體的銷售收入，預(yù)計從 2018 年的 5.71 億美元增至 2020 年底的 8.54 億美元。預(yù)計未來十年，每年的市場收入以兩位數(shù)增長，到 2029 年將超過 50 億美元。

GaN 和 SiC 功率半導(dǎo)體全球市場收入預(yù)測（單位：百萬美元）

SiC 肖特基二極管已經(jīng)上市十多年了，近年來出現(xiàn)了 SiC 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（SiC MOSFETs）和結(jié)型場效應(yīng)晶體管（SiC JFETs）。SiC 功率模塊也越來越多，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。有幾個因素導(dǎo)致 2019 年的平均價格下降，比如 650 伏、700 伏和 900 伏 SiC MOSFETs 上市，其定價與硅超結(jié) MOSFETs 競爭，又比如供應(yīng)商之間的競爭加劇。

SiC 和 GaN 功率半導(dǎo)體市場趨勢

到 2020 年底，SiC MOSFETs 預(yù)計將產(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，成為最暢銷的分立 SiC 功率器件。同時，盡管 SiC JFETs 的可靠性、價格和性能都很好，但據(jù)預(yù)測，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 年的銷售額估計約為 7200 萬美元，全 SiC 功率模塊在 2019 年的銷售額估計約為 5000 萬美元。Omdia 預(yù)計到 2029 年，全 SiC 功率模塊將實現(xiàn)超過 8.5 億美元的收入，因為它們將被優(yōu)先用于混合動力和電動汽車動力系統(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，帶來的增長速度要慢得多。

2019 年以來發(fā)生了什么變化？

現(xiàn)在，SiC 和 GaN 功率器件都有數(shù)萬億小時的器件現(xiàn)場經(jīng)驗。供應(yīng)商，甚至是新進入市場的企業(yè)，都在通過獲得 JEDEC 和 AEC-Q101 認證來證明這一點。SiC 和 GaN 器件似乎不存在任何意外的可靠性問題；事實上，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 在性能和價格上都能與 Si 超結(jié) MOSFET 競爭。

IT之家獲悉，報告提及，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，在標準硅片上提供內(nèi)部 GaN 外延晶體生長，隨著產(chǎn)量的增加，產(chǎn)能可能無限擴大。

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