新一代SiC和GaN功率半導(dǎo)體競(jìng)爭(zhēng)激烈

與現(xiàn)在的Si功率半導(dǎo)體相比，SiC及GaN等新一代功率半導(dǎo)體有望利用逆變器和變流器等大幅提高效率并減小尺寸。2013年采用SiC功率元件和GaN功率元件的事例逐漸增加，同時(shí)各企業(yè)也圍繞這些元件展開了激烈的開發(fā)競(jìng)爭(zhēng)。

SiC功率半導(dǎo)體方面，在柵極設(shè)有溝道的溝道型MOSFET的開發(fā)在2013年大幅加速。以前推出的SiC MOSFET只有平面型，尚未推出溝道型。溝道型MOSFET的導(dǎo)通電阻只有平面型的幾分之一，因此可以進(jìn)一步降低損耗。導(dǎo)通電阻降低后，采用比平面型更小的芯片面積即可獲得相同載流量。也就是說，能夠削減成本。

由于溝道型MOSFET具有以上特點(diǎn)，日本各半導(dǎo)體廠商將其視作“可充分發(fā)揮SiC優(yōu)勢(shì)的晶體管第一候選”，正式開始進(jìn)行研究開發(fā)。這一動(dòng)向在2013年9月29日～10月4日舉行的SiC相關(guān)國(guó)際學(xué)會(huì)“ICSCRM 2013”上得到了充分體現(xiàn)。在此次會(huì)議上，各企業(yè)紛紛發(fā)表了溝道型SiC MOSFET的最新開發(fā)成果。比如羅姆、住友電氣工業(yè)及三菱電機(jī)等。其中，羅姆在實(shí)用化方面似乎走在前列。該公司將在2014年上半年推出柵極和源極都設(shè)有溝道的“雙溝道型”SiC MOSFET。

SiC備受汽車行業(yè)的期待。比如，電裝正在自主研發(fā)SiC基板和功率元件。當(dāng)然，該公司也在開發(fā)溝道型MOSFET，并宣布將于2015年推出產(chǎn)品。

日本各大企業(yè)紛紛開展GaN功率元件業(yè)務(wù)

GaN功率元件方面，日本各大企業(yè)相繼發(fā)布了新產(chǎn)品，還有不少企業(yè)宣布涉足功率元件業(yè)務(wù)。其中，變化較大的是耐壓600V的GaN功率晶體管(參閱本站報(bào)道)。耐壓600V的功率晶體管能夠應(yīng)用于空調(diào)、電磁爐等白色家電，混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車的逆變器，光伏逆變器及工業(yè)設(shè)備等輸出功率在數(shù)百～數(shù)萬(wàn)W的功率轉(zhuǎn)換器。

以前，GaN功率晶體管的耐壓大都在200V以下，耐壓600V的產(chǎn)品達(dá)到實(shí)用水平的只有美國(guó)Transphorm公司一家。進(jìn)入2013年，松下和夏普宣布涉足GaN功率元件業(yè)務(wù)，前者于2013年3月開始樣品供貨耐壓600V的產(chǎn)品，后者于2013年4月開始樣品供貨耐壓600V的產(chǎn)品。此外，國(guó)際整流器公司(IR)公司及EPC公司也在為實(shí)現(xiàn)耐壓600V產(chǎn)品的實(shí)用化而進(jìn)行研發(fā)。

富士通半導(dǎo)體也已開始樣品供貨GaN功率晶體管，該公司于2013年11月與Transphorm公司簽訂了合并GaN功率器件業(yè)務(wù)的協(xié)議。雙方的業(yè)務(wù)合并后，將由Transphorm開發(fā)GaN功率器件，由富士通半導(dǎo)體制造。

亞洲企業(yè)也紛紛涉足

前面提到的企業(yè)只不過是其中一小部分，另外還有很多企業(yè)著手研發(fā)GaN功率元件，準(zhǔn)備開展相關(guān)業(yè)務(wù)。今后在從事GaN功率元件的半導(dǎo)體廠商之間，估計(jì)會(huì)展開激烈的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)。

尤其是韓國(guó)、中國(guó)大陸和臺(tái)灣等亞洲半導(dǎo)體廠商全面涉足GaN功率元件業(yè)務(wù)之后，價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)將更為激烈。GaN功率半導(dǎo)體的生產(chǎn)能夠沿用過去生產(chǎn)邏輯IC等產(chǎn)品使用的支持6～8英寸Si基板的生產(chǎn)設(shè)備以及面向LED引進(jìn)的GaN類半導(dǎo)體外延設(shè)備等，這將推動(dòng)亞洲企業(yè)涌進(jìn)該市場(chǎng)。

實(shí)際上，在2013年5月舉行的功率半導(dǎo)體相關(guān)國(guó)際會(huì)議“ISPSD 2013”上，中國(guó)大陸、臺(tái)灣、韓國(guó)等亞洲企業(yè)紛紛發(fā)布了GaN功率元件方面的研究成果。其中，三星電子的成果備受關(guān)注。該公司已在口徑200mm(8英寸)的Si基板上試制出了GaN功率晶體管。

三星電子最近在致力于功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的研發(fā)。該公司于1998年將功率IC部門賣了飛兆半導(dǎo)體，但在2年前又成立了功率半導(dǎo)體部門。

不僅是GaN功率半導(dǎo)體領(lǐng)域，在SiC功率半導(dǎo)體領(lǐng)域，日本以外的亞洲企業(yè)的實(shí)力也在逐漸增強(qiáng)。實(shí)際上，準(zhǔn)備生產(chǎn)SiC基板和二極管的企業(yè)越來越多，表現(xiàn)尤為突出的是SiC基板領(lǐng)域。

比如，在前面提到的ICSCRM 2013上，北京天科合達(dá)藍(lán)光半導(dǎo)體有限公司、山東天岳先進(jìn)材料科技有限公司及韓國(guó)SKC公司均宣布在開發(fā)口徑150mm(6英寸)的SiC基板。就在幾年前，亞洲企業(yè)中涉足該領(lǐng)域的只有北京天科合達(dá)藍(lán)光這一家，如今形勢(shì)已經(jīng)改變。

2014年，在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域也要關(guān)注亞洲企業(yè)的動(dòng)向。