GaN和SiC半導體2021年市場迅速增長 - 工程師

GaN和SiC半導體2021年市場迅速增長

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由於，在5G設備、智慧型行動裝置、混合動力與電動汽車、電源和太陽能光電（PV）需求的刺激下，新興的碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）這類型化合物功率半導體(compound power semiconductor)市場，預計在2021年將突破10億美元。台積電(TSMC)宣布與意法半導體（STMicroelectronics）雙方將合作加速氮化鎵製程技術的開發，並將分離式與整合式GaN元件導入市場，搶攻電動車新商機。

從2021年化合物半導體市場將迅速增長，包括SiC（4H-SIC）和GaN（氮化鎵）在內的下一代複合功率半導體市場的增長現已開始。市場研究公司Yole預測，到2024年，SiC功率半導體市場將以29％的複合年增長率增長，達到20億美元。相關的受益人應該包括美國的Cree，意法半導體(STMicro)和Veeco，以及韓國的RFHIC。最近，GaN晶體管已被大量用於智慧手機和筆記型電腦的充電適配器。此外，現代汽車集團在其最近宣布的E-GMP中採用了Sic半導體。

晶圓生產技術對於GaN和SiC半導體的生產，至關重要。藉由使用有機金屬CVD（MOCVD）設備在襯底上生長GaN外延層來製造GaN半導體。SiC外延晶片是通過在多層晶片上沉積幾微米厚的SiC單晶層而製成的。SiC晶片由Cree，Infineon和Rohm等許多公司生產。在韓國SK Siltron收購了杜邦（Dupont）的SiC晶圓部門後，正在對該行業進行投資。SiC碳化矽晶片現在供不應求。

Cree計劃到2024年將SiC產能提高30倍，並為其GaN業務投資10億美元。ST Micro的SiC晶片組相關銷售額在2019年達到2億美元，目標是到2025年達到10億美元。

其實，SiC肖特基二極體已進入市場十多年了，近年來出現了SiC金屬氧化物半導體場效應電晶體（SiC MOSFET）和結柵場效應電晶體（SiC JFET）。SiC功率模組也越來越多，包括混合SiC模組、包含帶Si絕緣柵雙極電晶體（IGBT）的SiC二極管，以及包含SiC MOSFET的全SiC模組。

相比之下，GaN功率電晶體和GaN系統IC最近才出現在市場上。GaN是一種寬帶隙(WBG)材料，具有與SiC類似的性能優勢，但具有更高的降低成本的潛力。這些具有價格和性能優勢，因為GaN功率器件可以生長在比SiC便宜的矽或藍寶石基底上。儘管現在可以提供GaN電晶體，但預計Power Integrations、德儀和Navitas Semiconductor等公司的GaN系統IC的銷售，將以更快的速度增長。

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