千亿市场,第三代半导体技术从何突破?
时间:2023-03-10 09:34
随着高压、高频及高温领域应用的逐渐提高,第三代半导体技术高频化和可靠性等性能的要求已是必须。
第三代半导体材料通常是指氮化镓、碳化硅、氧化锌、金刚石等,其中氮化镓、碳化硅为主要代表。在禁带宽度、介电常数、导热率及最高工作温度等方面,氮化镓、碳化硅性能表现更为出色,逐步应用在5G通信、新能源汽车、光伏等领域。
虽然硅(Si)是目前技术最成熟、使用范围最广、市场占比最大的衬底材料,但近年来硅材料的潜力已经开发殆尽。围绕功率、频率两个维度来讲,虽然Si-IGBT在高压领域有优势但无法胜任高频领域的要求,Si-MOSFET能胜任高频领域但对电压有所限制,而SiC-MOSFET完美得解决了高压和高频在硅基上难以兼得的问题。
图:第三代半导体应用领域
在不考虑成本的情况下,SiC-MOSFET凭借其高效率、小体积的特性在兼容高压中频的基础上成为电动汽车、充电桩、光伏逆变等领域的最佳解决方案;GaN-MOSFET则凭借其超高频率的特性在5G射频领域大有可为,当前主要为5G基站 PA 未来有望拓宽到终端设备射频(手机等)。此外, GaN-MOSFET在1000V以下的快充、电动汽车等中低压领域有较大的应用潜力。
从整体产值规模来看,根据CASA数据,2020年,我国第三代半导体整体产值超过7100亿。其中,SiC、GaN电力电子产值规模达44.7亿元,同比增长54%;GaN微波射频产值达到60.8亿元,同比增长80.3%。另有预计,2023年第三代半导体材料渗透率有望接近5%。
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