本帖最后由 gaosmile 于 2020-3-29 16:37 编辑
最近，保时捷(Porsche)新发表首款纯电动跑车Taycan Turbo，其800V逆变器就是采用CREE旗下Wolfspeed生产的SiC MOSFET半导体，以改善能耗及快速充电。未来，氮化镓(GaN)及碳化硅(SiC)等新世代半导体材料技术，内装电子元件应用使用三五族化合物半导体在未来的科技应用具举足轻重之地位。
目前，电动车电池的价格仍非常昂贵，加上其体积大且效率低，正成为许多公司积极改进的对象。但是现今出现的两种半导体技术，氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）可能改变电池的材料。其实，SiC与GaN皆属于第三代宽能隙WBG材料，各有优缺点。
碳化硅SiC材料方面
以SiC来说，碳化硅结合MOSFET不仅可以做得更薄、能耗更小，且可耐1200V以上的高电压、大电流等功用，采用SiC全球功率半导体厂包括ROHM、英飞凌、意法、安森美等。
目前，LED大厂CREE是SiC基板发展最为成熟的厂家，已与英飞凌签订长期的SiC基板供货合约。同时，电动车大厂特斯拉已率先大量导入车用SiC功率元件，传统车厂的高阶电动车款也都已积极采用。
台系厂商汉磊、嘉晶在SiC布局最久，预计2020起将可望小量出货。 但由于SiC晶体材料量产速度仍慢，目前仍限制在4吋与6吋，而在8吋上还无法量产，再加上成本仍远高于传统硅基材料。
所以，预期在短期内导入SiC功率元件仍以高阶电动车种为主，市场预估未来三～五年功率半导体市场仍将以传统硅基材料元件为主流。
氮化镓GaN材料方面
至于GaN材料，目前最多用在LED上，但GaN早被使用在功率半导体与射频元件上，由于GaN材料电子饱和漂移速率最高，适合应用在高频率元件，但在高压高功率部分则不如SiC。
历经多年发展，传统硅基半导体的薄膜、曝光、显影与蚀刻制程步骤，都已成功应用到化合物半导体制造上，加上生产成本降低，GaN有望在中低功率领域替代二极管、IGBT、MOSFET等硅基功率元件。
根据Yole Research估计，在900V以内的低压市场，GaN都有很大的应用潜力。
台系厂商在GaN半导体代工已有一定的实力，比如：全新、稳懋、晶电。其中，晶电甚至可以做到从磊晶到芯片一条龙服务，实力有机会与台积电、世界先进并列。
各厂商竞逐SiC或GaN
特斯拉决定在其Model 3车内纳入SiC晶体管而被视为该产业的重要里程碑。由于，SiC在1200伏特电压下的效能超越硅和GaN而确立了其地位，现今其希望在600至900伏特电压下，进入电动车市场。
GaN在200至900伏特的电压下效能胜过硅，也为其在电动车市场打开了一扇窗。 随着2020年汽车工业迅速转向电动车，预计将为更多瞄准半导体新创公司带来新商机。
在最成熟的GaN新创公司中，有位于安大略省渥太华的GaN Systems和位于加州的El Segundo的Navitas Semiconductor，已经确认其在电源开关组件中占有一席地位。
其他值得注意的GaN新创公司包括Ithaca，位于纽约的Odyssey Semiconductor和以色列的VisIC Technologies，这几家公司都正在开发高压电源开关和模块。 位于El Segundo的Efficient Power Conversion（EPC）和Goleta，以及位于加州的Transphorm都是值得注意的GaN新创公司。
而关于SiC方面，全球最大的纯碳化硅公司Cree于2019年宣布，将投资10亿美元扩大北卡罗来纳州总部Durham的制造能力，并在纽约州北部建造新的制造工厂。其他较小的碳化硅公司包括维吉尼亚州的GeneSiC Semiconductor，纽泽西州的联合碳化硅公司和新罕布什尔州的GT Advanced Technologies。
在功率半导体的领导厂商，包含：意法半导体，英飞凌，安森美半导体和三菱电机等都可能随时进入该领域抢夺商机。例如：意法半导体（STMicro）在2019年2月以1.375亿美元收购瑞典SiC晶圆制造商Norstel。此外，松下，安森美半导体，德州仪器和SanKen Electric等其他大公司也正在开发GaN开关晶体管。预计未来一年，这些公司都会通过收购来加速布局这一领域。
Roth Capital认为，SiC与GaN除了能攻下电动车和太阳能电池板等经过验证的应用之外，还可能打开全新的应用领域。现今看起来，只要确立这一技术无碍，未来一段时间，并购和投资的消息将不断传出，毕竟，这是一个千载难逢的新商机。
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发表于 2020-3-29 16:24:48
