⚫ se espera que los mercados emergentes de carburo de silicio y semiconductores de potencia de nitruro de galio (GaN) para llegar a casi $ 1 mil millones en 2020, a partir de los conductores en la demanda de coches híbridos y eléctricos, convertidores (PV) y la electricidad fotovoltaica.
Aplicación ⚫ semiconductores de potencia de SiC y GaN y el híbrido inversor eléctrico principal línea motriz del vehículo resultarán después de la tasa de crecimiento anual 2017 compuesto (CAGR) más de 35% para llegar a $ 10 mil millones en 2.027.
⚫ el año 2020, se espera (Si) transistor de GaN sobre silicio para alcanzar el transistor de efecto de campo semiconductor de óxido de metal de silicio (MOSFET) y un transistor bipolar de puerta aislada (IGBT) precio plana, sino que también proporcionan el mismo ventajoso el rendimiento. al llegar a este punto de referencia, se espera que el mercado de potencia de GaN 2024 para llegar a $ 600 millones en 2027 ascendió a más de $ 1,7 mil millones.
Análisis IHS Markit
Las expectativas de un fuerte crecimiento continuo en la industria del SiC son altas: el principal motor es el crecimiento en las ventas híbridas y eléctricas de vehículos. La penetración en el mercado también está creciendo, especialmente en China, diodos Schottky, MOSFETs, transistores de efecto de campo de compuerta (JFET) Y otros dispositivos discretos de SiC han aparecido en los convertidores DC-DC automotrices de producción masiva, cargadores de baterías de automóviles.
Cada vez más signos obvios son que el inversor de la unidad principal, que utiliza MOSFET SiC en lugar de Si IGBT, comenzará a aparecer en el mercado en un plazo de 3 a 5 años. Debido a la gran cantidad de dispositivos En el inversor principal, mucho más que el número en el convertidor de CC-CC y el cargador del automóvil, esto aumentará rápidamente la demanda de los equipos. Tal vez en algún momento, el fabricante del inversor elija finalmente el SiC completo personalizado. Módulos de potencia, no dispositivos discretos de SiC La integración, el control y la optimización de paquetes son las principales ventajas del ensamblaje modular.
No sólo el número de dispositivos de SiC por vehículo aumentará, y para vehículos eléctricos de batería (BEV) y de registro de complementos vehículo eléctrico híbrido (PHEV) de la nueva demanda mundial aumentará 10 veces entre 2017 y 2027 debido a que muchos gobiernos de todo el mundo están dirigidos a reducir la contaminación del aire, al tiempo que reduce los vehículos dependencia quema de combustibles fósiles. china, India, Francia, Gran Bretaña y Noruega ya han anunciado planes para prohibir los vehículos equipados con un motor de combustión interna en las próximas décadas, sustituido por más limpio por lo tanto vehículos. en perspectivas generales de los vehículos eléctricos se volverá muy buena, especialmente para una amplia semiconductor de banda prohibida es especialmente cierto.
SiC
Comparado con el material semiconductor de primera generación Si y el material semiconductor de segunda generación GaAs, el SiC tiene mejores propiedades físicas y químicas, que incluyen alta conductividad térmica, alta dureza, resistencia química, alta resistencia a la temperatura, transparencia a las ondas luminosas, etc. SiC Las excelentes propiedades térmicas y las propiedades antirradiación del material también lo convierten en uno de los materiales preferidos para la preparación de fotodetectores UV Además, los sensores basados en SiC pueden compensar los defectos de rendimiento de los sensores basados en Si en entornos hostiles como altas temperaturas y altos voltajes. Amplio espacio de aplicación. Los dispositivos de potencia semiconductores de banda ancha representados por SiC son uno de los dispositivos semiconductores de potencia de más rápido crecimiento en el campo de la electrónica de potencia.
dispositivos electrónicos de potencia de SiC incluyendo diodos y transistores de potencia (interruptor de transistor). dispositivos de potencia de SiC pueden alimentar electrónico de potencia del sistema, la temperatura, la frecuencia, resistencia a la radiación, la fiabilidad y la eficiencia se duplicaron para llevar el volumen, peso y coste una reducción sustancial de los dispositivos de potencia de SiC se puede dividir por las áreas de aplicación de tensión:
⚫ aplicaciones de baja tensión (600 V a 1.2KV): el campo de las aplicaciones comerciales y de consumo de gama alta (tales como consolas de juegos, plasma y LCD TV, etc.) (tales como ordenadores portátiles, iluminación de estado sólido, balastos electrónicos, etc.), así como en otras áreas (tales como médica , telecomunicaciones, defensa, etc.)
⚫ aplicaciones de media tensión (1.2KV a 1.7kV): un / vehículo eléctrico híbrido vehículo eléctrico (EV / HEV), inversores solares fotovoltaicos, fuente de alimentación ininterrumpida (UPS), y de motor industrial accionado (impulsado-AC AC Drive) y similares.
⚫ Aplicaciones de alto voltaje (2.5kV, 3.3kV, 4.5kV y más de 6.5kV): energía eólica, tracción de locomotora, transmisión de alta tensión / UHV y más.
GaN
Los dispositivos de potencia de GaN y otros tipos de semiconductores de potencia se utilizan en electrónica de potencia. Básicamente, los componentes electrónicos de estado sólido utilizan una variedad de componentes electrónicos de estado sólido para controlar y convertir la energía eléctrica de cualquier cosa, desde un cargador de teléfono inteligente a una gran central eléctrica. Entre estos componentes de estado sólido, el chip maneja las funciones de conmutación y conversión de potencia.
GaN es una opción ideal para estas aplicaciones. GaN se basa en nitruros de galio y III-V y es un proceso de banda prohibida amplia, lo que significa que es más rápido que los dispositivos tradicionales basados en silicio y puede proporcionar mayor Voltaje de ruptura.
dispositivos de SiC para crecer factor de inhibición máxima pueden ser dispositivos de GaN. El primero de automoción AEC-Q101 transistor especificación GaN emitido por Transphorm en 2017, y los dispositivos de GaN fabricadas en la oblea GaN-en-Si que tienen un coste relativamente bajo , también son más fáciles de fabricar que cualquier producto en obleas de SiC. Por estas razones, GaN transistor podría convertirse en el preferido inversor finales de la década de 2020, es mejor que el más caro SiC MOSFET.
La innovadora estructura Cascode de Transphorm
En los últimos años, GaN dispositivos de potencia historia de la llegada del circuito del sistema de GaN más interesante (IC), es decir, el transistor de GaN es una silicona o un controlador de puerta IC monolítico paquete junto con todo el GaN IC vez que su rendimiento para teléfonos móviles y cargadores portátiles y otras aplicaciones de gran volumen optimizado, es posible extender una gran área en un rango más amplio. por el contrario, el desarrollo comercial de diodos de potencia de GaN en realidad nunca se inició, porque no pudieron proporcionar con respecto al dispositivo de Si aún más significativo beneficios relacionados con el desarrollo ha demostrado ser demasiado caro y poco práctico. diodos Schottky SiC han sido bien para ese objetivo, y con buena hoja de ruta de los precios.