报告表示,全球SiC和GaN功率半导体的销售收入,预计从2018年的5.71亿美元增至2020年底的8.54亿美元。预计未来十年,每年的市场收入以两位数增长,到2029年将超过50亿美元。
GaN和SiC功率半导体全球市场收入预测(单位:百万美元)
SiC肖特基二极管已经上市十多年了,近年来出现了SiC金属氧化物半导体场效应晶体管(SiCMOSFETs)和结型场效应晶体管(SiCJFETs)。SiC功率模块也越来越多,包括混合SiC模块(这种模块包含带Si绝缘栅双极晶体管(IGBTs)的SiC二极管),以及包含SiCMOSFETs的完整SiC模块(不论这种模块是否带有SiC二极管)。
SiCMOSFETs在制造商中很受欢迎,已经有几家公司提供了这种产品。有几个因素导致2019年的平均价格下降,比如650伏、700伏和900伏SiCMOSFETs上市,其定价与硅超结MOSFETs竞争,又比如供应商之间的竞争加剧。
SiC和GaN功率半导体市场趋势
到2020年底,SiCMOSFETs预计将产生约3.2亿美元的收入,与肖特基二极管的收入相当。从2021年起,SiCMOSFETs将以略快的速度增长,成为最畅销的分立SiC功率器件。同时,尽管SiCJFETs的可靠性、价格和性能都很好,但据预测,SiCJFETs的收入要比SiCMOSFETs少得多。
结合SiIGBT和SIC二极管的混合型SiC功率模块在2019年的销售额估计约为7200万美元,全SiC功率模块在2019年的销售额估计约为5000万美元。Omdia预计到2029年,全SiC功率模块将实现超过8.5亿美元的收入,因为它们将被优先用于混合动力和电动汽车动力系统逆变器。相比之下,混合型SiC功率模块将主要用于光伏(PV)逆变器、不间断电源系统和其他工业应用,带来的增长速度要慢得多。
2019年以来发生了什么变化?
现在,SiC和GaN功率器件都有数万亿小时的器件现场经验。供应商,甚至是新进入市场的企业,都在通过获得JEDEC和AEC-Q101认证来证明这一点。SiC和GaN器件似乎不存在任何意外的可靠性问题;事实上,它们通常比硅器件更好。
SiCMOSFET和SiCJFET的工作电压较低,如650V、800V和900V,使SiC在性能和价格上都能与Si超结MOSFET竞争。
IT之家获悉,报告提及,内含GaN晶体管和GaN系统集成电路的终端产品已投入批量生产,特别是用于手机和笔记本电脑快速充电的USBC型电源适配器和充电器。此外,许多GaN器件正由晶圆代工服务提供商制造,在标准硅片上提供内部GaN外延晶体生长,随着产量的增加,产能可能无限扩大。