[據(jù)今日半導(dǎo)體網(wǎng)站2019年7月3日報道]  根據(jù)全球市場調(diào)查公司最新發(fā)布的報告，2025年，氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)功率半導(dǎo)體市場的市值將由4億多美元增至30億美元以上。

功率半導(dǎo)體裝置在各種功率設(shè)備中的廣泛應(yīng)用，促進了GaN和SiC功率半導(dǎo)體市場的發(fā)展。該公司指出，傳統(tǒng)硅基器件的耗材高，就快接近規(guī)定的上限，而碳化硅與氮化鎵的擊穿場強高于硅，因此它們風靡于各種相關(guān)行業(yè)。不僅如此，GaN和SiC的帶隙更大、熱能更高，能承受更高的溫度和電壓，用來替代硅也較為合適。這兩種化合物制成的設(shè)備在光伏(Pv)逆變器、混合動力裝置等領(lǐng)域占有一席之地，GaN和SiC功率半導(dǎo)體市場因而得到了蓬勃發(fā)展。

各大電力行業(yè)都飽受設(shè)備能耗高的困擾，這個問題在電力轉(zhuǎn)換過程中尤為凸顯，因此，功率的高低是確保設(shè)備良好性能的一個關(guān)鍵性因素。要想讓功率達到理想標準，耗費的成本也就更高了。因此，電力行業(yè)都在尋找更為合適的材料，可以讓功率達到所需標準的同時又節(jié)省成本。在此背景下，GaN和SiC功率半導(dǎo)體市場迎來了春天，實現(xiàn)快速增長。由這兩種化合物制成的寬帶隙(WBG)器件使得制造高功率密度、封裝較為嚴密的電子設(shè)備不再那么遙不可及。功率半導(dǎo)體行業(yè)致力于制造更輕、成本更低的部件，GaN和SiC電力半導(dǎo)體市場也就有了發(fā)展的契機。

在多種功率半導(dǎo)體設(shè)備中，GaN能夠增強電子性能，提高功率容量，因此，GaN功率器件的發(fā)展?jié)摿^大。GaN具備高功率密度、系統(tǒng)小型化與功率容量高等特點，在晶體管領(lǐng)域就比硅更具優(yōu)勢。多年以來，功率半導(dǎo)體行業(yè)多采用硅來制造器件，不過，企業(yè)現(xiàn)在愈發(fā)注重提高大功率系統(tǒng)GaN器件的可靠性。GaN器件的產(chǎn)量呈指數(shù)式增長，有望于帶動GaN和SiC功率半導(dǎo)體市場的增長。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況是影響GaN和SiC功率半導(dǎo)體市場的關(guān)鍵因素之一。根據(jù)半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會(SIA)發(fā)布數(shù)據(jù)，倘若按地區(qū)劃分，美國半導(dǎo)體工業(yè)的銷售額占全球近一半之多，2018年，該地區(qū)半導(dǎo)體設(shè)備的銷售額超過了2000億美元。據(jù)悉，美國半導(dǎo)體工業(yè)將其收益的五分之一都用于研發(fā)，這也是為何美國能成為全球半導(dǎo)體市場的重要地帶。

據(jù)估計，GaN和SiC功率半導(dǎo)體市場將在可再生能源應(yīng)用中大放異彩。有了GaN和SiC功率半導(dǎo)體制成的設(shè)備，PV逆變器就能更高效地完成電力轉(zhuǎn)換。碳化硅嵌入式PV逆變器的開關(guān)損耗更低、系統(tǒng)效率更高。SiC器件可令PV逆變器減少散熱、提高功率密度、減小無源元件的尺寸。太陽能PV逆變器的廣泛應(yīng)用或?qū)佑《群椭袊葒褿aN和SiC功率半導(dǎo)體市場的發(fā)展。報告指出，這些國家鼓勵使用可再生能源的舉措，為功率器件打開了市場。根據(jù)印度新能源和可再生能源部(MNRE)發(fā)布的數(shù)據(jù)，包括印度在內(nèi)的國家正積極致力于提高太陽能產(chǎn)能，以實現(xiàn)2022年太陽能產(chǎn)能達到175千兆瓦的目標。此外，2016年到2017年間，印度的風能產(chǎn)能增加了5.5千兆瓦。以上數(shù)據(jù)均預(yù)示了GaN和SiC功率半導(dǎo)體市場潛力巨大。

該報告指出，絕緣柵雙極晶體管(IGBT)模塊的廣泛應(yīng)用是促進GaN和SiC功率半導(dǎo)體市場發(fā)展的一個重要因素，IGBT模塊在地鐵、電力傳動柴油機車、有軌電車與高鐵等鐵路牽引動力領(lǐng)域也大受歡迎。SiC具備高功率、低能耗的特點，因而得以應(yīng)用于IGBT模塊。像ABB公司這樣的自動化企業(yè)會在鐵路應(yīng)用中使用提供IGBT模塊。

報告還指出，器件成本較高在一定程度上也制約了GaN和SiC功率半導(dǎo)體市場發(fā)展。多年來，半導(dǎo)體行業(yè)都在使用傳統(tǒng)硅材料制造的功率器件，一時半會還無法棄用傳統(tǒng)硅，選用GaN這樣的材料制造功率器件。縱是如此，GaN和SiC的優(yōu)勢和特性還是會推動GaN和SiC功率半導(dǎo)體市場的發(fā)展。

諸多公司愈發(fā)青睞于制造體型更小、效率更高的功率半導(dǎo)體設(shè)備，三菱電氣公司（Mitsubishi Electric Corp）、英飛凌科技公司（Infineon Technologies AG）、羅姆半導(dǎo)體公司(ROHM Semiconductor)與恩智浦半導(dǎo)體(NXP Semiconductors)是GaN和SiC功率半導(dǎo)體市場的一些主要參與者。這些公司都致力于相關(guān)設(shè)備的研發(fā)（R&D），GaN和SiC功率半導(dǎo)體市場的技術(shù)水平也因而突飛猛進。舉個例子，2018年，英飛凌科技公司公司將其收益的11%都用于功率半導(dǎo)體的研發(fā)。與此同時，該公司正嘗試提高功率半導(dǎo)體的產(chǎn)能，具體措施包括在2018年5月大批量生產(chǎn)碳化硅MOSFET產(chǎn)品。