進一步了解氮化鎵和碳化硅目前贏得業(yè)務(wù)的市場

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，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，到 2025 年來自 SiC 器件的收入將占市場的 10% 以上，而來自 GaN 器件的收入到 2025 年將超過 2% 的市場。一些主導(dǎo)市場的公司是 STMicroelectronics、Cree/ Wolfspeed、ROHM、Infineon、Onsemi 和 Mitsubishi Electric 用于 SiC 功率器件。而在這個領(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)對大容量市場，主要趨勢之一是與 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)和市場分析師，Yole開發(fā)(Yole)，以進一步了解氮化鎵和碳化硅目前贏得業(yè)務(wù)的市場，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)和市場分析師，Ezgi博士博士是Yole開發(fā)公司電力和無線部門的成員。她每天都在為這些活動的發(fā)展做出貢獻，專門收集市場和技術(shù)報告以及定制的咨詢項目。記者：貴公司如何評估氮化鎵組件之間的競爭?特別是在汽車市場上?

有不同類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。特別是在汽車市場上，我們看到了來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。低壓氮化鎵的目標是輕度混合動力汽車中的48V-12V DC-DC轉(zhuǎn)換，電動汽車中的650V額定氮化鎵地址。

氮化鎵和碳化硅現(xiàn)在的獲獎業(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，碳化硅動力設(shè)備的市場是電動/混合動力汽車的細分市場，我們預(yù)計它將成為碳化硅市場增長的主要驅(qū)動力。氮化鎵設(shè)備最近進入了高端智能手機的高功率快速充電器，而這個大容量的消費市場主要推動了氮化鎵電源設(shè)備市場在未來五(5)年的增長。

記者：GaN/SiC的未來會是什么?你認為未來在技術(shù)和銷售領(lǐng)域的重大擴張機會在哪里?

關(guān)于銷售，請參考前面的問題，關(guān)于技術(shù)，碳化硅電力行業(yè)專注于提高碳化硅晶圓質(zhì)量的大直徑和功率模塊的開發(fā)。在氮化鎵領(lǐng)域，主要的趨勢是氮化鎵設(shè)備的集成，無論是系統(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完整的SiC/GaN模塊的發(fā)展?fàn)顟B(tài)?

在過去的幾年里，在全碳化硅模塊上已經(jīng)有了重大的開發(fā)活動，重點是在包裝材料上，如模具連接和基板互連。參與者繼續(xù)對碳化硅模塊進行創(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)備在過去的幾年中被開發(fā)出來，氮化鎵模塊的新設(shè)計將在未來幾年用于汽車應(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)達到了一個里程碑。他們已經(jīng)贏得了設(shè)計并被新興市場領(lǐng)域采用，例如汽車和智能手機的消費者快速充電器。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。選擇 WBG 的玩家的驅(qū)動因素是更高的設(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——投資地點和金額?

在蓬勃發(fā)展的 SiC 功率市場中，最近的重點一直放在襯底方面。例如，STMicroelectronics 在 2019 年以 1.375 億美元收購了 SiC 供應(yīng)商 Norstel。與此同時，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，用于完全符合汽車標準的 SiC 產(chǎn)品。最近，韓國公司 SK Siltron 以 4.5 億美元完成了對杜邦 SiC 晶圓部門的收購。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，在新興市場采用的功率 GaN 業(yè)務(wù)中，投資才剛剛開始顯現(xiàn)，并將在未來幾年繼續(xù)。例如，在 2020 年第一季度，STMicroelectronics 收購了法國 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業(yè)知識和經(jīng)驗。

記者：技術(shù)評估：GaN 和 SiC 的進展如何?

從歷史上看，二極管一直主導(dǎo)著 SiC 市場。展望未來，我們期待看到越來越多的汽車級 SiC MOSFET 和全 SiC 模塊。在過去十年中，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)級封裝中具有集成驅(qū)動器的 HEMT 以及單片集成 GaN 解決方案正在從消費市場到工業(yè)市場得到部署。參與者正在開發(fā)創(chuàng)新的設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)計，以從 GaN 的眾多附加值中獲益。