⚫ بازارهای در حال ظهور کاربید سیلیکون و نیترید گالیم (گان) نیمه هادی قدرت انتظار می رود که نزدیک به 1 میلیارد $ برسد در سال 2020، از رانندگان طرف تقاضا از ترکیبی و اتومبیل های برقی، برق و فتوولتائیک (PV) اینورتر.
کاربرد نیمه هادی های قدرت ⚫ SiC و گان و برق اینورتر خودرو هیبریدی سیستم نیروی محرکه اصلی منجر خواهد شد پس از 2017 نرخ رشد مرکب سالانه (CAGR) بیش از 35٪ برای رسیدن به 10 میلیارد $ در سال 2027.
⚫ سال 2020، گان بر روی سیلیکون (SI) ترانزیستور انتظار می رود برای رسیدن به ترانزیستور اثر اکسید سیلیکون فلزی درست نیمه هادی (MOSFET) و ترانزیستور دو قطبی گیت عایق شده (IGBT) قیمت تخت، بلکه همان سودمند ارائه عملکرد: پس از این معیار، بازار برق GaN انتظار می رود که در سال 2024 به 600 میلیون دلار برسد و در سال 2027 به بیش از 1.7 میلیارد دلار برسد.
IHS Markit Analysis
انتظارات از رشد قوی از صنعت SiC به ادامه بسیار بالا است، به طور عمده توسط هیبریدی و برقی رشد فروش خودرو هدایت می شود. نفوذ در بازار نیز در حال رشد، به خصوص در دیودهای چین، شاتکی، MOSFET، ترانزیستور اتصال اثر میدان دروازه (JFET ) و Sic، و سایر دستگاه های گسسته در اتومبیل های تولید مبدل DC-DC، شارژر باتری خودرو رخ داده است.
نشانه های بیشتر آشکار این است که اینورتر درایو اصلی - با استفاده از MOSFET های SiC به جای Si IGBT - در عرض 3-5 سال در بازار ظاهر می شود. با توجه به تعداد زیادی از دستگاه ها در اینورتر اصلی، به مراتب بیشتر از تعداد در مبدل DC-DC و شارژر ماشین، این به سرعت نیاز به تجهیزات را افزایش می دهد. شاید در برخی موارد، تولید کننده اینورتر در نهایت SiC ماژول های قدرت، نه دستگاه های گسسته SiC. یکپارچه سازی، کنترل و بسته بهینه سازی مزایای اصلی مونتاژ ماژولار است.
نه تنها تعدادی از دستگاه های SiC به هر خودرو افزایش خواهد یافت، و برای وسایل نقلیه الکتریکی باتری (BEV) و پلاگین در ثبت نام ترکیبی وسیله نقلیه الکتریکی (PHEV) از تقاضای جدید جهانی 10 برابر بین 2017 و 2027 افزایش زیرا بسیاری از دولت ها در سراسر جهان را هدف قرار به کاهش آلودگی هوا، در حالی که کاهش وسایل نقلیه وابستگی سوزاندن سوخت های فسیلی. چین، هند، فرانسه، بریتانیا و نروژ در حال حاضر برنامه به ممنوعیت اتومبیل در دهه های آینده مجهز به یک موتور احتراق داخلی اعلام کرد، به جای پاک کن بنابراین وسایل نقلیه. در چشم انداز کلی برای وسایل نقلیه الکتریکی تبدیل خواهد شد بسیار خوب است، به ویژه برای نیمه هادی باند گپ گسترده ای درست است به خصوص.
SiC به
در مقایسه با نسل اول و نسل دوم ماده نیمه هادی سی GaAs به ماده نیمه هادی، SiC به خواص فیزیکی و شیمیایی بهتر است، این خواص عبارتند از بالا هدایت حرارتی، سختی بالا، مقاومت شیمیایی، مقاومت در برابر دمای بالا، شفافیت و مانند آن از موج نور است. SiC به مواد بسیار عالی در ویژگی های حرارتی و همچنین ویژگی های ضد اشعه آن را به یکی از مواد مورد نظر را آماده فوتودیود علاوه بر این، سنسور بر اساس به SiC می توانید برای عملکرد معیوب از سنسور، بر اساس سی در دمای بالا، فشار بالا و محیط های خشن، که دارای بیش جبران فضای وسیع برنامه. دستگاه های قدرت نیمه هادی گسترده ای که توسط SiC نشان داده شده اند، یکی از سریع ترین دستگاه های نیمه هادی قدرت در حال رشد در زمینه الکترونیک قدرت هستند.
SiC به دستگاه های الکترونیک قدرت جمله دیودها و ترانزیستورهای قدرت (سوئیچ ترانزیستور). دستگاه های قدرت SiC به می تواند قدرت الکترونیکی سیستم، دما، فرکانس، مقاومت در برابر اشعه، قدرت قابلیت اطمینان و کارایی دو برابر را حجم، وزن و هزینه برنامه های کاربردی قدرت دستگاه SiC را می توان با ولتاژ تقسیم کرد:
⚫ برنامه های کاربردی ولتاژ پایین (600 ولت به 1.2kV): زمینه بالا پایان مصرف کننده و تجاری برنامه های کاربردی (مانند بازی های کنسول ها، پلاسما و ال سی دی، و غیره) (مانند لپ تاپ ها، روشنایی حالت جامد، بالاست های الکترونیکی، و غیره) و همچنین در مناطق دیگر (مانند پزشکی ، مخابرات، دفاع، و غیره)
⚫ برنامه های کاربردی ولتاژ متوسط (1.2kV به 1.7kV): یک / وسیله نقلیه الکتریکی هیبریدی وسیله نقلیه الکتریکی (EV / HEV)، اینورتر خورشیدی فتوولتائیک، منبع تغذیه اضطراری (یو پی اس)، و موتور صنعتی رانده (AC-AC رانده درایو) و مانند آن.
⚫ برنامه های کاربردی ولتاژ بالا (2.5kV، 3.3kV، 4.5kV و بالاتر از 6.5kV): قدرت باد، کشش لوکوموتیو، انتقال ولتاژ بالا / UHV و غیره.
GaN
دستگاه های قدرت گان و انواع دیگر نیمه هادی قدرت استفاده می شود در زمینه الکترونیک قدرت. در واقع، الکترونیک قدرت با استفاده از اجزای مختلف حالت جامد الکترونیکی، همه چیز را از تلفن های هوشمند را به شارژر در نیروگاه های بزرگ، و کنترل موثر از مبدل قدرت در میان این اجزای حالت جامد، تراشه سوئیچینگ و توابع تبدیل قدرت را مدیریت می کند.
GaN یک انتخاب ایده آل برای این برنامه های کاربردی است. GaN بر پایه نیتریت های گالیم و III-V است و یک فرآیند باند گشت گسترده ای است، به این معنی که سریع تر از دستگاه های مبتنی بر سیلیکون معمول است و می تواند بالاتر ولتاژ خرابی
دستگاه های SiC به به رشد عامل مهار حداکثر ممکن است دستگاه های گان. برای اولین بار به خودرو AEC-Q101 ترانزیستور مشخصات گان توسط Transphorm در سال 2017 صادر شده، و دستگاه های گان ساخته بر روی ویفر گان-در-سی داشتن هزینه های نسبتا پایین ، آن ساده تر از هر محصول بر روی ویفرهای SiC به تولید می باشد. به این دلایل، گان ترانزیستور می تواند تبدیل به ترجیح اینورتر اواخر 2020s، بهتر از گران تر SiC به ماسفت است.
ساختار Cascode نوآورانه Transphorm
در سال های اخیر، گان دستگاه های قدرت داستان از ورود به مدار سیستم گان جالب ترین (IC)، است که، ترانزیستور گان یک سیلیکون یا یکپارچه درایور گیت بسته IC همراه با کل گان IC است که یک بار عملکرد خود را برای گوشی های موبایل و شارژر لپ تاپ و دیگر برنامه های کاربردی با حجم بالا بهینه سازی شده، ممکن است به گسترش یک منطقه بزرگ در طیف وسیع تری. در مقابل، توسعه تجاری از دیودهای قدرت گان هرگز واقعا آغاز شده، چرا که آنها به ارائه شکست خورده با توجه به دستگاه سی و حتی بیشتر قابل مزایا، پیشرفت های مرتبط ثابت شده است که بیش از حد گران است و غیر ممکن است. دیود SiC شاتکی شده اند به خوبی برای این منظور استفاده می شود و یک نقشه راه قیمت مناسب است.