氮化鎵功率器件進(jìn)入井噴期：軍事宇航份額最高

　　美國透明度市場研究公司近日發(fā)布研究報(bào)告稱，2012年氮化鎵半導(dǎo)體器件市場產(chǎn)值為3.7982億美元，并將在2019年達(dá)到22.0373億美元。其中，軍事國防和宇航部分占據(jù)氮化鎵半導(dǎo)體市場的最高份額。

　　報(bào)告稱，2013～2019年的復(fù)合年增長率也將達(dá)到24.6%。美國在全球氮化鎵器件市場中占據(jù)最大份額，2012年達(dá)到32.1%，其次分別是歐洲、亞洲和世界其他地區(qū)。而亞洲由于電子產(chǎn)業(yè)的快速增長，將是氮化鎵半導(dǎo)體器件市場增長最快的地方，2013～2019年的復(fù)合年增長率預(yù)計(jì)將達(dá)到27.7%。

　　由于對(duì)高速、高溫和大功率半導(dǎo)體器件需求的不斷增長，使得半導(dǎo)體業(yè)重新考慮半導(dǎo)體所用設(shè)計(jì)和材料。隨著多種更快、更小計(jì)算器件的不斷涌現(xiàn)，硅材料已難以維持摩爾定律。由于氮化鎵材料所具有的獨(dú)特優(yōu)勢，如噪聲系數(shù)優(yōu)良、最大電流高、擊穿電壓高、振蕩頻率高等，為多種應(yīng)用提供了獨(dú)特的選擇，如軍事、宇航和國防、汽車領(lǐng)域，以及工業(yè)、太陽能、發(fā)電和風(fēng)力等高功率領(lǐng)域。氮化鎵具有比硅更高的能效，因此所需熱沉數(shù)量少于硅。應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展和軍事需求的增加是驅(qū)動(dòng)氮化鎵半導(dǎo)體器件市場增長的主要力量。需求量的增加主要是由于氮化鎵器件所能帶來的在器件重量和尺寸方面的顯著改進(jìn)。另外，氮化鎵器件擊穿電壓的提升有望推動(dòng)氮化鎵在電動(dòng)車輛中的使用量。

　　2012年，由于氮化鎵光電半導(dǎo)體在軍事、宇航、國防和消費(fèi)電子的使用，使得光電半導(dǎo)體成為全球氮化鎵半導(dǎo)體器件市場的主要產(chǎn)品類型，并占據(jù)市場的96.6%。其中功率半導(dǎo)體器件將隨著工業(yè)應(yīng)用對(duì)大功率器件需求的增長成為未來增長速度最快的器件。

　　在各種應(yīng)用中，軍事，國防和宇航部分占據(jù)氮化鎵半導(dǎo)體市場的最高份額，2012年達(dá)到8168萬美元。消費(fèi)類電子是第二大應(yīng)用領(lǐng)域，之后是信息通信技術(shù)（ICT）和汽車應(yīng)用。隨著4G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，對(duì)高功率晶體管和基站的需求預(yù)計(jì)將增加。因此，ICT行業(yè)對(duì)氮化鎵功率半導(dǎo)體的需求將以最快的速率增長。

　　全球光子集成電路市場呈現(xiàn)分散和競爭激烈的態(tài)勢。主要的行業(yè)參與者包括日本的富士通（Fujitsu）公司、日亞化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社、加拿大的氮化鎵系統(tǒng)（GaN System）公司、美國的飛思卡爾（Freescale）半導(dǎo)體公司、國際整流器（IR）公司、科瑞（Cree）公司、射頻微系統(tǒng)公司等。

　　相關(guān)閱讀

　　氮化鎵降低成本可能性大

　　首先，在碳化鎵部分，IMS Research指出該產(chǎn)品的關(guān)鍵市場為電源供應(yīng)器、太陽能逆變器、工業(yè)用電動(dòng)機(jī)等。再者，法國Yole公司預(yù)測氮化鎵功率器件在2012年的銷售額將達(dá)1000萬美元，2012年初將是GaN功率組件市場快速起飛的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，而整體市場產(chǎn)值將于2013年達(dá)到5，000萬美元規(guī)模，并于2015年快速激增至3億5，000萬美元。

　　氮化鎵是一種寬能隙材料，它能夠提供與碳化硅（SiC）相似的性能優(yōu)勢，但降低成本的可能性卻更大。業(yè)界認(rèn)為，在未來數(shù)年間，氮化鎵功率器件的成本可望壓低到和硅MOSFET、IGBT及整流器同等價(jià)格。事實(shí)上，在過去兩年間，氮化鎵功率器件已有明顯進(jìn)展，例如國際整流器公司（InternaTIonal RecTIfier）已推出GaNpowIR、EPC推出eGaNFET器件，以及Transphorm推出600伏氮化鎵晶體管等。

　　其中，國際整流器公司推出的GaNpowIR可滿足市場對(duì)功率MOSFET愈來愈高的需求，該公司表示，GaNpowIR的FOM能比現(xiàn)在最先進(jìn)的硅MOSFET優(yōu)異十倍，并在眾多不同的應(yīng)用皆有龐大的潛能。國際整流器全球業(yè)務(wù)資深副總裁AdamWhite表示，由于硅材料的功率芯片技術(shù)已面臨瓶頸，未來效能突破空間有限，國際整流器多年前便已開始投入GaN材料技術(shù)研發(fā)。

　　值得一提的是，為使GaN功率組件擁有較佳的成本結(jié)構(gòu)，包括國際整流器與EPC兩家公司，均是采用硅基氮化鎵（GaN-on-Silicon）制程技術(shù)，如此一來，不僅成本可優(yōu)于體塊式氮化鎵（Bulk-GaN），以硅基氮化鎵制成的高電子遷移率晶體管（HEMT）也可比同級(jí)的SiC組件便宜。除上述業(yè)者外，MicroGaN、Furukawa、GaNSystem、Panasonic、Sanken和東芝（Toshiba）等業(yè)者也已加入GaN功率半導(dǎo)體領(lǐng)域。