GaN發(fā)展勢頭迅猛 提前達(dá)到10億美元市場規(guī)模
[導(dǎo)讀]雖然現(xiàn)在只是初期階段，但GaN卻為功率器件廠商及LED提供了非常大的可能性。在2009年以后，至少吸引了8800萬美元的資金（主要投向美國Transphorm公司）。使用GaN的器件能夠給消費(fèi)類電子產(chǎn)品、照明器具及IT（信息通信）
雖然現(xiàn)在只是初期階段，但GaN卻為功率器件廠商及LED提供了非常大的可能性。在2009年以后，至少吸引了8800萬美元的資金（主要投向美國Transphorm公司）。使用GaN的器件能夠給消費(fèi)類電子產(chǎn)品、照明器具及IT（信息通信）設(shè)備帶來諸多優(yōu)點(diǎn)。其需求估計(jì)在2015年之前將達(dá)到3億美元，并且將比以前預(yù)想的時間更快達(dá)到10億美元規(guī)模。
在POL（point-of-load，負(fù)載點(diǎn)）器件、數(shù)據(jù)服務(wù)器及高性能通信服務(wù)器使用的50～250V高端電源領(lǐng)域，銷售GaN功率器件的美國國際整流器公司（International Rectifier，IR）和美國EPC公司的器件提供的效率之高，頗受客戶好評。在這一IT及消費(fèi)類電子產(chǎn)品領(lǐng)域，估計(jì)今后數(shù)年內(nèi)GaN器件的銷售額將持續(xù)占據(jù)50％以上的比例。
可開辟其他需求的用途方面，額定峰值電壓估計(jì)在1200V左右。雖說GaN器件可在價格較低的硅基板上形成，但同樣可在高溫下工作的、具有高電子遷移率的SiC（碳化硅）這一競爭對手也不容忽視。雖然GaN的成本最多可比SiC低40％，但對于600V的GaN器件而言，在最初會帶來很大影響的太陽能逆變器市場上，必須要戰(zhàn)勝已普及的SiC。如果能戰(zhàn)勝SiC的話，600V的GaN器件便有望在太陽能發(fā)電逆變器市場上扮演重要角色，延續(xù)其在UPS（不間斷電源）及純電動汽車（EV）市場的發(fā)展氣勢。
Transphorm首先與制造微逆變器的美國Enphase Energy公司通過名為“US Department of Energy-backed program”的項(xiàng)目展開了合作。另外，Transphorm還是最受關(guān)注的GaN相關(guān)投資對象，2009年以后從風(fēng)險基金獲得了共計(jì)6300萬美元的資金。
大廠商也紛紛涉足
外延晶圓廠商比利時EpiGaN公司（或德國AZZURRO Semiconductors公司）、無廠商器件廠商加拿大GaN Systems公司、IC和部件供應(yīng)商（收購了美國Velox Semiconductors公司的）美國Power Integrations公司已開始與德國英飛凌（Infineon）、韓國LG電子、荷蘭恩智浦（NXP）、瑞士意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）、松下、古河電工、韓國三星電子（Samsung Electronics）等大廠商展開合作。
盡管這些企業(yè)在GaN功率器件的潛在能力方面擁有充分的自信，但同時也面臨著自己的產(chǎn)品如何被認(rèn)可的課題，估計(jì)要花費(fèi)大量時間才能使銷售額實(shí)現(xiàn)最大限度的增長。在實(shí)用化階段，只有少數(shù)器件能夠高價暢銷，但隨著大量生產(chǎn)，價格遲早會降至商用水平。同理，目前的價格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于數(shù)年后的硅基GaN外延晶圓也是如此。
生產(chǎn)成本可能會隨著現(xiàn)行150mm晶圓的技術(shù)改進(jìn)，以及向200mm晶圓的過渡而下降。但最終完全取決于業(yè)務(wù)模式。國際整流器公司選擇完全整合的做法，而意法半導(dǎo)體及恩智浦恐怕不會自行生產(chǎn)外延晶圓，仍會像以前一樣購買外延晶圓，只使用自己的CMOS工藝來生產(chǎn)。
掌握器件構(gòu)造關(guān)鍵的外延
GaN器件構(gòu)造會因是否采用整合手段而有所差異。IR和EPC通過采用逆向工程，使用了在Si基板上層疊的1μ～1.5μm厚的GaN外延層，而EpiGaN和AZZURRO提出了供應(yīng)5μ～7μm厚GaN層的方案，其中蘊(yùn)藏著徹底改變器件制造方法以及擊穿電壓的可能性?，F(xiàn)在，為GaN功率器件用途采購?fù)庋泳A的主要企業(yè)為GaN Systems、Nitek，以及BeMiTec等無廠企業(yè)。這些企業(yè)目前規(guī)模還較小，因此外延晶圓廠商在這一市場上能否獲得成功還不得而知。
2013年市場將全面擴(kuò)大
IR和EPC已在銷售GaN產(chǎn)品，在實(shí)用化上走在了最前面。不過，他們的產(chǎn)品尚未完全得到認(rèn)可，銷售額還很低。EPC通過美國DigiKey公司的網(wǎng)店來銷售，銷量難以推斷，恐怕收益只有30萬美元左右。
2011年GaN器件普通市場的規(guī)模約為250萬美元。2012年估計(jì)至少會有兩家以上的大企業(yè)以及一家或兩家新進(jìn)企業(yè)開始大量生產(chǎn)。Yole Développement預(yù)測2012年GaN器件的市場規(guī)模有望超過1300萬美元，但市場估計(jì)要等到2013年才會真正啟動，預(yù)計(jì)會有高達(dá)5000萬美元的市場需求。
勢頭迅猛的硅基GaN LED
硅基GaN技術(shù)正在走向普及，采用同樣構(gòu)造的功率器件也會越來越多。與功率電子領(lǐng)域相比，LED領(lǐng)域已導(dǎo)入GaN技術(shù)，因此實(shí)用化所花費(fèi)的時間會更短。
在POL（point-of-load，負(fù)載點(diǎn)）器件、數(shù)據(jù)服務(wù)器及高性能通信服務(wù)器使用的50～250V高端電源領(lǐng)域，銷售GaN功率器件的美國國際整流器公司（International Rectifier，IR）和美國EPC公司的器件提供的效率之高，頗受客戶好評。在這一IT及消費(fèi)類電子產(chǎn)品領(lǐng)域，估計(jì)今后數(shù)年內(nèi)GaN器件的銷售額將持續(xù)占據(jù)50％以上的比例。
可開辟其他需求的用途方面，額定峰值電壓估計(jì)在1200V左右。雖說GaN器件可在價格較低的硅基板上形成，但同樣可在高溫下工作的、具有高電子遷移率的SiC（碳化硅）這一競爭對手也不容忽視。雖然GaN的成本最多可比SiC低40％，但對于600V的GaN器件而言，在最初會帶來很大影響的太陽能逆變器市場上，必須要戰(zhàn)勝已普及的SiC。如果能戰(zhàn)勝SiC的話，600V的GaN器件便有望在太陽能發(fā)電逆變器市場上扮演重要角色，延續(xù)其在UPS（不間斷電源）及純電動汽車（EV）市場的發(fā)展氣勢。
Transphorm首先與制造微逆變器的美國Enphase Energy公司通過名為“US Department of Energy-backed program”的項(xiàng)目展開了合作。另外，Transphorm還是最受關(guān)注的GaN相關(guān)投資對象，2009年以后從風(fēng)險基金獲得了共計(jì)6300萬美元的資金。
大廠商也紛紛涉足
外延晶圓廠商比利時EpiGaN公司（或德國AZZURRO Semiconductors公司）、無廠商器件廠商加拿大GaN Systems公司、IC和部件供應(yīng)商（收購了美國Velox Semiconductors公司的）美國Power Integrations公司已開始與德國英飛凌（Infineon）、韓國LG電子、荷蘭恩智浦（NXP）、瑞士意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）、松下、古河電工、韓國三星電子（Samsung Electronics）等大廠商展開合作。
盡管這些企業(yè)在GaN功率器件的潛在能力方面擁有充分的自信，但同時也面臨著自己的產(chǎn)品如何被認(rèn)可的課題，估計(jì)要花費(fèi)大量時間才能使銷售額實(shí)現(xiàn)最大限度的增長。在實(shí)用化階段，只有少數(shù)器件能夠高價暢銷，但隨著大量生產(chǎn)，價格遲早會降至商用水平。同理，目前的價格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于數(shù)年后的硅基GaN外延晶圓也是如此。
生產(chǎn)成本可能會隨著現(xiàn)行150mm晶圓的技術(shù)改進(jìn)，以及向200mm晶圓的過渡而下降。但最終完全取決于業(yè)務(wù)模式。國際整流器公司選擇完全整合的做法，而意法半導(dǎo)體及恩智浦恐怕不會自行生產(chǎn)外延晶圓，仍會像以前一樣購買外延晶圓，只使用自己的CMOS工藝來生產(chǎn)。
掌握器件構(gòu)造關(guān)鍵的外延
GaN器件構(gòu)造會因是否采用整合手段而有所差異。IR和EPC通過采用逆向工程，使用了在Si基板上層疊的1μ～1.5μm厚的GaN外延層，而EpiGaN和AZZURRO提出了供應(yīng)5μ～7μm厚GaN層的方案，其中蘊(yùn)藏著徹底改變器件制造方法以及擊穿電壓的可能性?，F(xiàn)在，為GaN功率器件用途采購?fù)庋泳A的主要企業(yè)為GaN Systems、Nitek，以及BeMiTec等無廠企業(yè)。這些企業(yè)目前規(guī)模還較小，因此外延晶圓廠商在這一市場上能否獲得成功還不得而知。
2013年市場將全面擴(kuò)大
IR和EPC已在銷售GaN產(chǎn)品，在實(shí)用化上走在了最前面。不過，他們的產(chǎn)品尚未完全得到認(rèn)可，銷售額還很低。EPC通過美國DigiKey公司的網(wǎng)店來銷售，銷量難以推斷，恐怕收益只有30萬美元左右。
2011年GaN器件普通市場的規(guī)模約為250萬美元。2012年估計(jì)至少會有兩家以上的大企業(yè)以及一家或兩家新進(jìn)企業(yè)開始大量生產(chǎn)。Yole Développement預(yù)測2012年GaN器件的市場規(guī)模有望超過1300萬美元，但市場估計(jì)要等到2013年才會真正啟動，預(yù)計(jì)會有高達(dá)5000萬美元的市場需求。
勢頭迅猛的硅基GaN LED
硅基GaN技術(shù)正在走向普及，采用同樣構(gòu)造的功率器件也會越來越多。與功率電子領(lǐng)域相比，LED領(lǐng)域已導(dǎo)入GaN技術(shù)，因此實(shí)用化所花費(fèi)的時間會更短。
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