進(jìn)一步了解氮化鎵和碳化硅目前贏得業(yè)務(wù)的市場(chǎng)

電力電子在采用 GaN 和 SiC 器件方面發(fā)生了變化。硅仍然主導(dǎo)著市場(chǎng)，但很快，這些設(shè)備的出現(xiàn)將引導(dǎo)技術(shù)走向新的、更高效的解決方案。Yole Développement 估計(jì)，到 2025 年來(lái)自 SiC 器件的收入將占市場(chǎng)的 10% 以上，而來(lái)自 GaN 器件的收入到 2025 年將超過(guò) 2% 的市場(chǎng)。一些主導(dǎo)市場(chǎng)的公司是 STMicroelectronics、Cree/ Wolfspeed、ROHM、Infineon、Onsemi 和 Mitsubishi Electric 用于 SiC 功率器件。而在這個(gè)領(lǐng)域，GaN Yole Développement 擁有 Power Integrations 和 Infineon 作為參與者，以及 Navitas、EPC、GaN Systems 和 Transphorm 等創(chuàng)新初創(chuàng)企業(yè)。

成本優(yōu)化促使許多公司開(kāi)發(fā)商業(yè)模式以適當(dāng)供應(yīng) SiC 襯底。2018年至2019年期間，意法半導(dǎo)體、英飛凌、安森美等龍頭企業(yè)與Cree、SiCrystal等領(lǐng)先的SiC襯底供應(yīng)商簽署了多年襯底供應(yīng)協(xié)議。在功率 GaN 行業(yè)，為應(yīng)對(duì)大容量市場(chǎng)，主要趨勢(shì)之一是與 TSMC、X-FAB 或 Episil 等老牌代工廠合作。

在最近，我們采訪了Ezgi Dogmus，技術(shù)和市場(chǎng)分析師，Yole開(kāi)發(fā)(Yole)，以進(jìn)一步了解氮化鎵和碳化硅目前贏得業(yè)務(wù)的市場(chǎng)，以及它們將在哪些行業(yè)被采用。作為復(fù)合半導(dǎo)體的技術(shù)和市場(chǎng)分析師，Ezgi博士博士是Yole開(kāi)發(fā)公司電力和無(wú)線部門(mén)的成員。她每天都在為這些活動(dòng)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)，專(zhuān)門(mén)收集市場(chǎng)和技術(shù)報(bào)告以及定制的咨詢項(xiàng)目。記者：貴公司如何評(píng)估氮化鎵組件之間的競(jìng)爭(zhēng)?特別是在汽車(chē)市場(chǎng)上?

有不同類(lèi)型的氮化鎵組件和不同的技術(shù)解決方案的應(yīng)用和功率范圍。特別是在汽車(chē)市場(chǎng)上，我們看到了來(lái)自不同參與者的低壓(<100V)和高壓(>650V)氮化鎵技術(shù)的發(fā)展和確認(rèn)。低壓氮化鎵的目標(biāo)是輕度混合動(dòng)力汽車(chē)中的48V-12V DC-DC轉(zhuǎn)換，電動(dòng)汽車(chē)中的650V額定氮化鎵地址。

氮化鎵和碳化硅現(xiàn)在的獲獎(jiǎng)業(yè)務(wù)在哪里?在哪些行業(yè)將最受采用(氮化鎵和碳化硅)?

據(jù)我們所知，碳化硅動(dòng)力設(shè)備的市場(chǎng)是電動(dòng)/混合動(dòng)力汽車(chē)的細(xì)分市場(chǎng)，我們預(yù)計(jì)它將成為碳化硅市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。氮化鎵設(shè)備最近進(jìn)入了高端智能手機(jī)的高功率快速充電器，而這個(gè)大容量的消費(fèi)市場(chǎng)主要推動(dòng)了氮化鎵電源設(shè)備市場(chǎng)在未來(lái)五(5)年的增長(zhǎng)。

記者：GaN/SiC的未來(lái)會(huì)是什么?你認(rèn)為未來(lái)在技術(shù)和銷(xiāo)售領(lǐng)域的重大擴(kuò)張機(jī)會(huì)在哪里?

關(guān)于銷(xiāo)售，請(qǐng)參考前面的問(wèn)題，關(guān)于技術(shù)，碳化硅電力行業(yè)專(zhuān)注于提高碳化硅晶圓質(zhì)量的大直徑和功率模塊的開(kāi)發(fā)。在氮化鎵領(lǐng)域，主要的趨勢(shì)是氮化鎵設(shè)備的集成，無(wú)論是系統(tǒng)包上還是系統(tǒng)片上的解決方案。

記者：你如何看待今天一個(gè)完整的SiC/GaN模塊的發(fā)展?fàn)顟B(tài)?

在過(guò)去的幾年里，在全碳化硅模塊上已經(jīng)有了重大的開(kāi)發(fā)活動(dòng)，重點(diǎn)是在包裝材料上，如模具連接和基板互連。參與者繼續(xù)對(duì)碳化硅模塊進(jìn)行創(chuàng)新，以獲得更高的可靠性和更高的功率模塊。創(chuàng)新的嵌入式模具氮化鎵設(shè)備在過(guò)去的幾年中被開(kāi)發(fā)出來(lái)，氮化鎵模塊的新設(shè)計(jì)將在未來(lái)幾年用于汽車(chē)應(yīng)用。

記者: 為什么現(xiàn)在是WBG半導(dǎo)體?

據(jù)我們了解，SiC 和 GaN 等 WBG 已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)里程碑。他們已經(jīng)贏得了設(shè)計(jì)并被新興市場(chǎng)領(lǐng)域采用，例如汽車(chē)和智能手機(jī)的消費(fèi)者快速充電器。幾乎所有領(lǐng)先的硅功率器件制造商都加入了 GaN 或 SiC 功率市場(chǎng)。選擇 WBG 的玩家的驅(qū)動(dòng)因素是更高的設(shè)備和系統(tǒng)性能、更高的效率、更小的外形尺寸以及更低的系統(tǒng)成本。

記者 : 投資地圖——投資地點(diǎn)和金額?

在蓬勃發(fā)展的 SiC 功率市場(chǎng)中，最近的重點(diǎn)一直放在襯底方面。例如，STMicroelectronics 在 2019 年以 1.375 億美元收購(gòu)了 SiC 供應(yīng)商 Norstel。與此同時(shí)，Cree 宣布投資 10 億美元用于 SiC 襯底制造(包括 SI 和 SC 型晶圓)，并利用 8 的產(chǎn)能英寸設(shè)備，用于完全符合汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)的 SiC 產(chǎn)品。最近，韓國(guó)公司 SK Siltron 以 4.5 億美元完成了對(duì)杜邦 SiC 晶圓部門(mén)的收購(gòu)。晶圓業(yè)務(wù)中還有其他重要消息。SiC 廠商肯定有興趣確保他們的晶圓供應(yīng)。

同時(shí)，在新興市場(chǎng)采用的功率 GaN 業(yè)務(wù)中，投資才剛剛開(kāi)始顯現(xiàn)，并將在未來(lái)幾年繼續(xù)。例如，在 2020 年第一季度，STMicroelectronics 收購(gòu)了法國(guó) GaN 初創(chuàng)公司 Exagan 的多數(shù)股權(quán)，以受益于在用于快速充電應(yīng)用的 GaN SiP 解決方案方面的重要專(zhuān)業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。

記者：技術(shù)評(píng)估：GaN 和 SiC 的進(jìn)展如何?

從歷史上看，二極管一直主導(dǎo)著 SiC 市場(chǎng)。展望未來(lái)，我們期待看到越來(lái)越多的汽車(chē)級(jí) SiC MOSFET 和全 SiC 模塊。在過(guò)去十年中，GaN 產(chǎn)品組合發(fā)生了顯著變化。如今，分立式 GaN HEMT、在系統(tǒng)級(jí)封裝中具有集成驅(qū)動(dòng)器的 HEMT 以及單片集成 GaN 解決方案正在從消費(fèi)市場(chǎng)到工業(yè)市場(chǎng)得到部署。參與者正在開(kāi)發(fā)創(chuàng)新的設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以從 GaN 的眾多附加值中獲益。