功率电感:中国发展化合物半导体产业正当时(下)
SiC器件SiC单晶衬底制造以4英寸为主流,并正向6英寸过渡,同时8英寸也已经问世。产品主要以电力电子器件为主,SiC-SBD(肖特基二极管)技术成熟,已开始在光伏发电等领域替代Si器件,SiC-MOSFET性能突出,可大幅降低模组中电容电感的用量,降低功率模组成本。SiC-IGBT未来将凭借其优异的性能在大型轮船引擎、智能电网、高铁和风力发电等大功率领域得到应用。
2015年,全球SiC电力电子器件市场规模达到近1.5亿美元,预计2020年将达到10亿美元。SiC衬底的主要供应商有科锐、Rohm/SiCrystal和II-VI等,其中科锐公司占据了SiC衬底90%的供应量。SiC器件市场,科锐和英飞凌/IR两家巨头占据了70%的市场份额。SiC电力电子器件在低电压产品领域将面对GaN器件的激烈竞争,在PFC、UPS、消费电子和电动汽车等900V以下的应用领域,低成本的GaN器件将占据主要市场,SiC器件未来主要面向1200V以上的市场。
我国产业发展面临重大机遇
《中国制造2025》为产业发展提供政策支持。2015年5月,国务院发布《中国制造2025》。新材料在《〈中国制造2025〉重点领域技术路线图》中是十大重点领域之一,其中化合物半导体中的第三代半导体被纳入关键战略材料发展重点。
集成电路高速发展为产业发展提供技术支撑。我国集成电路正处于大发展时期,可为化合物半导体产业提供先进技术支撑。如GaAs或GaN单片微波集成电路的设计和仿真技术、化合物半导体制造工艺和生产线的建设技术、先进封装和测试技术、光刻机和CVD等通用设备的制造技术、以及大尺寸硅单晶衬底和光刻胶等通用配套材料的制备技术。
重点应用领域和国产化替代需求为产业发展提供巨大市场。我国的光伏、风能、4G/5G移动通信、高速铁路、电动汽车、智能电网、大数据/云计算中心、半导体照明等产业发展如火如荼,是化合物半导体大显身手的应用领域,如4G/5G通信基站和终端使用的GaAs或GaN微波射频器件和模块,高速铁路使用的SiC基牵引传动系统,光伏电站、风能电场和电动汽车使用的GaN或SiC电能逆变器或转换器,智能电网使用的SiC大功率开关器件,工业控制使用的GaN或SiC基电机马达变频驱动器,大数据/云计算中心使用的GaN或SiC基高效供电电源,半导体照明中使用的GaN基高亮度LED等。