SiC和GaN功率半导体市场在2027年将超越100亿美元! |
时间:2019-01-23 来源:管理员 |
新兴市场碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)功率半导体预计将在2020年达到近10亿美元,推动力来自混合动力及电动汽车、电力和光伏(PV)逆变器等方面的需求。 IHS Markit分析 对SiC行业持续强劲增长的预期很高,主要推动力是混合动力和电动汽车销售的增长。市场的渗透也在增长,特别是在中国,肖特基二极管、MOSFET、结栅场效应晶体管(JFET)和其他SiC分立器件已经出现在量产汽车DC-DC转换器、车载电池充电器之中。 越来越明显的迹象是,传动系主逆变器——采用SiC MOSFET,而不是Si绝缘栅双极晶体管(IGBT)—将在3-5年内开始出现在市场上。由于非常多的设备用于主逆变器中,远远多于在DC-DC转换器和车载充电器中的数量,这就会迅速增加设备需求。也许在某个时间点,逆变器制造商最终选择定制全SiC功率模块,而不选择SiC分立器件。集成、控制和封装优化是模块化装配的主要优点。
不仅每辆车的SiC设备数量将会增加,而且对于电池电动汽车(BEV)和插电式混合动力电动汽车(PHEV)的新增全球注册需求也将在2017年和2027年之间增加10倍,因为全球许多政府都锁定目标降低空气污染,同时减少依赖燃烧化石燃料的车辆。中国、印度、法国、英国和挪威都已经宣布计划在未来数十年内禁止搭载内燃机的汽车,代之以更清洁的车辆。电气化车辆的前景一般来说将会因此而变得非常好,特别是对宽禁带半导体而言更是如此。 SiC电力电子器件主要包括功率二极管和三极管(晶体管、开关管)。SiC功率器件可使电力电子系统的功率、温度、频率、抗辐射能力、效率和可靠性倍增,带来体积、重量以及成本的大幅减低。SiC功率器件应用领域可以按电压划分: 低压应用(600 V至1.2kV):高端消费领域(如游戏控制台、等离子和液晶电视等)、商业应用领域(如笔记本电脑、固态照明、电子镇流器等)以及其他领域(如医疗、电信、国防等) 中压应用(1.2kV至1.7kV):电动汽车/混合电动汽车(EV/HEV)、太阳能光伏逆变器、不间断电源(UPS)以及工业电机驱动(交流驱动AC Drive)等。
高压应用(2.5kV、3.3kV、4.5kV和6.5kV以上):风力发电、机车牵引、高压/特高压输变电等。
近年来,有关GaN功率器件最有趣的故事是GaN系统集成电路(IC)的到来,也就是将GaN晶体管与硅栅驱动器IC或单片全GaN IC一同封装起来。一旦它们的性能针对移动电话和笔记本充电器和其他高容量应用得到优化,就很可能在更广泛的范围内大面积普及。相反,商业化的GaN功率二极管发展从未真正开始,因为它们未能提供相对于Si器件更为显著的益处,相关的发展已被证明太过昂贵而且不可行。SiC肖特基二极管已经很好地用于这一目标,并且具有良好的定价路线图。 对于这些应用而言,GaN是种理想的选择。GaN基于镓和III-V族氮化物,是一种宽带隙工艺,意味着它比传统的基于硅的器件更快,而且能够提供更高的击穿电压。
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