⚫新興市場の炭化ケイ素と窒化ガリウム（GaN）パワー半導体は、ハイブリッド車や電気自動車、電気や太陽光発電（PV）インバータの需要側のドライバから、2020年にほぼ$ 10億に達すると予想されます。
アプリケーション⚫SiCパワー半導体とGaNとハイブリッド電気自動車の駆動系主インバータ2027に$ 100億に達するために2017複合年間成長率（CAGR）後に35％以上をもたらすであろう。
⚫2020年に、GaN・オン・シリコン（Si）トランジスタは、シリコン金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（MOSFET）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（IGBT）フラット価格に達すると予想だけでなく、同様に有利に提供されますパフォーマンスこのベンチマークに達すると、GaN電力市場は2024年に6億ドルに達し、2027年には17億ドル以上に増加すると予測されています。
IHS Markit分析
特に、中国、ショットキー・ダイオード、MOSFET、JFET（Junction Gate Field Effect Transistor）などの市場では、ハイブリッド車や電気自動車の販売が伸長しており、SiC産業の継続的な成長が期待されています。そして、他のSiCディスクリート・デバイスは、大量生産された車載用DC-DCコンバータ、車載バッテリ・チャージャに登場しました。
ますます明白な兆候は、Si IGBTの代わりにSiC MOSFETを使用する主駆動インバータが3〜5年以内に市場に登場することです。多数のデバイス主インバータでは、DC-DCコンバータと車載用充電器の数よりもはるかに多いため、機器の需要が急速に増加します。おそらく、ある時点で、インバータメーカーは最終的にカスタムフルSiCパワーモジュール、SiCディスクリートデバイスではありません。モジュラーアセンブリの主な利点は、統合、制御、およびパッケージの最適化です。
車両あたりのSiC装置の台数は増加するだけでなく、バッテリー電気自動車（BEV）およびプラグインハイブリッド電気自動車（PHEV）の新しいグローバル登録要件も2017年から2027年の間に10倍に増加する。中国、インド、フランス、英国、ノルウェーでは、今後数十年間に内燃機関を搭載した車を禁止し、よりクリーンなものに交換する計画を発表している。電化された車両の将来は、特にワイドバンドギャップ半導体の場合、一般に非常に良好になる。
SiC
SiCは、第1世代の半導体材料Siおよび第2世代の半導体材料GaAsと比較して、高い熱伝導率、高い硬度、耐薬品性、高い耐熱性、光波に対する透明性などのより良好な物理的および化学的特性を有する。SiCまた、SiCベースのセンサーは、高温や高電圧などの厳しい環境下でのSiベースセンサーの性能不良を補うことができます。幅広いアプリケーションスペースSiCに代表されるワイドバンドギャップ半導体パワーデバイスは、パワーエレクトロニクス分野で最も急速に成長しているパワー半導体デバイスの1つです。
SiCパワーデバイスは主にパワーダイオードとトランジスタ（トランジスタ、スイッチングトランジスタ）を含み、パワー、温度、周波数、放射抵抗、効率および信頼性を倍増させ、体積、重量、コストをもたらします。大幅に削減されたSiCパワーデバイスのアプリケーションは、電圧で除算することができます：
⚫低電圧アプリケーション（1.2kV 600 V）：ハイエンドの消費者および商業的用途の分野（例えばラップトップのような、ソリッドステート照明、電子安定器、等）ならびににおける他の領域（例えば、ゲームコンソール、プラズマ、液晶テレビなど）（例えば、医療用として、電気通信、防衛など）
⚫中電圧用途（1.7kVに1.2kV）：電気自動車/ハイブリッド電気自動車（EV / HEV）、太陽光発電インバータ、無停電電源装置（UPS）、および工業用駆動モータ（AC駆動のACドライブ）などが挙げられます。
⚫高電圧アプリケーション（2.5kV、3.3kV、4.5kV、6.5kV以上）：風力、機関車牽引、高電圧/ UHV送電など。
GaN
基本的に、パワーエレクトロニクスは、スマートフォンチャージャーから大規模な発電所に至るまで、電気エネルギーをより効率的に制御および変換するために、さまざまなソリッドステート電子部品を使用しています。これらのソリッドステートコンポーネントの中で、チップはスイッチングと電力変換機能を処理します。
GaNはガリウムとIII-V窒化物をベースにしており、従来のシリコンベースのデバイスよりも高速であり、破壊電圧。
自動車のAEC-Q101仕様に準拠した第1のGaNトランジスタは、2017年にTransphormによって発売され、GaN-on-Siエピタキシャルウェーハ上に製造されたGaNデバイスは、比較的低コストである。これらの理由から、2020年代後半には、高価なSiC MOSFETよりも優れたインバータの第1選択肢となる可能性があります。
Transphormの革新的なCascode構造
近年、GaNパワーデバイスに関する最も興味深い話は、GaNゲートドライバICまたはモノリシックフルGaN ICでGaNトランジスタをカプセル化するGaNシステム集積回路（IC）の到着です。逆に、市販のGaNパワーダイオードの開発は、Siデバイスに比べて重要な性能を提供できないため、実際には始まったことはありません。 SiCショットキーダイオードはこの目的のためによく使用され、優れた価格設定のロードマップを持っています。