⚫ตลาดคาร์ไบด์ซิลิกอนและแกลเลียมไนไตรด์ที่เกิดขึ้นใหม่ (กัน) เซมิคอนดักเตอร์อำนาจคาดว่าจะถึงเกือบ $ 1 พันล้านในปี 2020 จากไดรเวอร์ด้านความต้องการของไฮบริดและรถยนต์ไฟฟ้าไฟฟ้าและแผงเซลล์แสงอาทิตย์ (PV) อินเวอร์เตอร์
แอพลิเคชัน⚫ SiC เซมิคอนดักเตอร์อำนาจและกานและไฮบริดระบบขับเคลื่อนรถยนต์ไฟฟ้าอินเวอร์เตอร์หลักจะมีผลหลังจากที่ 2017 อัตราการเติบโตประจำปี (CAGR) มากกว่า 35% ไปถึง $ 10 พันล้านดอลลาร์ใน 2027
⚫ปี 2020, กานบนซิลิกอน (Si) ทรานซิสเตอร์คาดว่าจะถึงทรานซิสเตอร์ผลซิลิกอนออกไซด์ของโลหะฟิลด์เซมิคอนดักเตอร์ (MOSFET) และประตูฉนวนขั้วทรานซิสเตอร์ (IGBT) ราคาแบน แต่ยังให้เหมือนเดิมได้เปรียบ ประสิทธิภาพการทำงาน. เมื่อคุณไปถึงมาตรฐานนี้ 2024 ตลาดพลังงานกานคาดว่าจะถึง $ 600 ล้านบาทในปี 2027 ปีนขึ้นไปกว่า 1.7 พันล้าน $
วิเคราะห์ไอเอชเอ Markit
ความคาดหวังของการเติบโตที่แข็งแกร่งอย่างต่อเนื่องของอุตสาหกรรม SiC จะสูงมากสาเหตุหลักมาจากไฮบริดและไฟฟ้าการเติบโตของยอดขายรถยนต์. เจาะตลาดยังเติบโตโดยเฉพาะอย่างยิ่งในไดโอดจีนกี, MOSFET แยกสนามผลประตูทรานซิสเตอร์ (JFET ) SiC และอุปกรณ์อื่น ๆ ที่ไม่ต่อเนื่องเกิดขึ้นในการผลิตรถยนต์ DC-DC converter, เครื่องชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์
สัญญาณเพิ่มเติมและชัดเจนมากขึ้นคือไดรฟ์หลักของอินเวอร์เตอร์ที่ใช้ SiC MOSFETs แทน Si IGBTs จะเริ่มปรากฏตัวในตลาดภายใน 3-5 ปีเนื่องจากมีอุปกรณ์จำนวนมาก ในอินเวอร์เตอร์หลักไกลกว่าจำนวนในตัวแปลง DC-DC และเครื่องชาร์จไฟในรถยนต์นี้จะช่วยเพิ่มความต้องการอุปกรณ์ได้อย่างรวดเร็วบางทีในบางประเด็นผู้ผลิตอินเวอร์เตอร์ในที่สุดก็เลือก SiC เต็มรูปแบบที่กำหนดเอง โมดูลพลังงานไม่ใช่อุปกรณ์แยกประเภท SiC การรวมการควบคุมและการเพิ่มประสิทธิภาพแพคเกจเป็นข้อดีหลักของการประกอบแบบแยกส่วน
ไม่เพียง แต่จำนวนของอุปกรณ์ SiC ต่อคันจะเพิ่มขึ้นและแบตเตอรี่สำหรับยานพาหนะไฟฟ้า (BEV) และปลั๊กอินไฮบริดในการลงทะเบียนยานพาหนะไฟฟ้า (PHEV) ของความต้องการใหม่ทั่วโลกจะเพิ่มขึ้น 10 เท่าระหว่าง 2017 และ 2027 เพราะรัฐบาลในหลายประเทศทั่วโลกมีการกำหนดเป้าหมายในการลดมลพิษทางอากาศในขณะที่ลดยานพาหนะที่พึ่งพาการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล. จีน, อินเดีย, ฝรั่งเศส, อังกฤษและนอร์เวย์ได้ประกาศแผนการที่จะห้ามรถพร้อมกับเครื่องยนต์สันดาปภายในในทศวรรษที่ผ่านมาถูกแทนที่ด้วยการทำความสะอาด ยานพาหนะ. ในโอกาสทั่วไปสำหรับยานพาหนะไฟฟ้าจึงจะกลายเป็นดีมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเซมิคอนดักเตอร์ bandgap กว้างโดยเฉพาะอย่างยิ่ง
SiC
เมื่อเทียบกับรุ่นแรกและรุ่นที่สองวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ศรี GaAs วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ SiC มีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่ดีกว่าคุณสมบัติเหล่านี้รวมถึงการนำความร้อนสูงความแข็งสูงทนต่อสารเคมีทนต่ออุณหภูมิสูง, ความโปร่งใสและไม่ชอบของคลื่นแสง. ดังนี้ เป็นวัสดุที่ดีเยี่ยมในลักษณะความร้อนและยังมีลักษณะการป้องกันรังสีให้เป็นหนึ่งในวัสดุที่ต้องการเตรียมโอดนอกจากนี้เซ็นเซอร์ SiC-based สามารถชดเชยสำหรับการทำงานที่บกพร่องของเซ็นเซอร์ตามศรีที่อุณหภูมิสูงความดันสูงและสภาพแวดล้อมที่รุนแรงซึ่งมีมากขึ้น การประยุกต์ใช้ในวงกว้างของพื้นที่. มีดังนี้ในฐานะตัวแทนของอุปกรณ์พลังงาน bandgap เซมิคอนดักเตอร์กว้างเป็นหนึ่งในอุปกรณ์ที่เร็วที่สุดในการพัฒนาสารกึ่งตัวนำไฟฟ้ากำลังอยู่ในสาขาอิเล็กทรอนิกส์พลังงาน
SiC พลังงานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์รวมทั้งไดโอดและทรานซิสเตอร์พลังงาน (สวิทช์ทรานซิสเตอร์). อุปกรณ์พลังงาน SiC สามารถใช้พลังงานพลังงานระบบอิเล็กทรอนิกส์อุณหภูมิความถี่ต้านทานรังสีน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพเป็นสองเท่าที่จะนำปริมาณน้ำหนักและค่าใช้จ่าย ลดลงมากในอุปกรณ์พลังงาน SiC สามารถแบ่งตามพื้นที่ใช้แรงดันไฟฟ้า:
⚫การใช้งานต่ำแรงดันไฟฟ้า (600 V เพื่อ 1.2kV): ข้อมูลระดับไฮเอนด์ของผู้บริโภคและการค้า (เช่นเกมคอนโซล, พลาสม่าและแอลซีดีทีวีและอื่น ๆ ) (เช่นแล็ปท็อป, ไฟ solid-state, บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ ฯลฯ ) เช่นเดียวกับในพื้นที่อื่น ๆ (เช่นการแพทย์ , การสื่อสารโทรคมนาคมการป้องกัน ฯลฯ )
⚫การใช้งานแรงดันไฟฟ้าขนาดกลาง (1.2kV เพื่อ 1.7kV): รถยนต์ไฟฟ้า / ไฮบริดรถยนต์ไฟฟ้า (EV / HEV), อินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์แหล่งจ่ายไฟสำรอง (UPS) และอุตสาหกรรมยานยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วย (AC-ขับเคลื่อนไดรฟ์ AC) และไม่ชอบ
⚫การใช้งานแรงดันไฟฟ้าสูง (2.5kV, 3.3kV, 4.5kV และสูงกว่า 6.5kV): พลังลม, การลากหัวรถจักร, การส่งกำลังไฟฟ้าแรงสูง / UHV และอื่น ๆ
กาน
อุปกรณ์ไฟฟ้า GaN และชนิดอื่น ๆ ของเซมิคอนดักเตอร์กำลังใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังโดยทั่วไปอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังใช้ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์แบบ solid-state เพื่อควบคุมและแปลงพลังงานไฟฟ้าจากอุปกรณ์ต่างๆจากเครื่องชาร์จมาร์ทโฟนไปยังโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในส่วนขององค์ประกอบเหล่านี้ solid-state ชิปจะจัดการฟังก์ชั่น switching และ power conversion
GaN เป็นตัวเลือกที่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานเหล่านี้ GaN จะขึ้นอยู่กับแกลเลียมและ III-V nitrides และเป็นกระบวนการ bandgap แบบกว้างซึ่งหมายความว่าอุปกรณ์นี้สามารถทำงานได้เร็วกว่าอุปกรณ์แบบซิลิคอนแบบดั้งเดิม แรงดันพังทลาย
อุปกรณ์ SIC ที่จะเติบโตปัจจัยยับยั้งสูงสุดอาจจะเป็นอุปกรณ์กาน. คนแรกที่ยานยนต์ AEC-Q101 ทรานซิสเตอร์ข้อกำหนดกานออกโดย Transphorm ในปี 2017 และอุปกรณ์กานประดิษฐ์บนเวเฟอร์กาน-on-Si มีค่าใช้จ่ายที่ค่อนข้างต่ำ นอกจากนี้ยังง่ายต่อการผลิตกว่าผลิตภัณฑ์ใด ๆ บนเวเฟอร์ SiC. ด้วยเหตุผลเหล่านี้กานทรานซิสเตอร์อาจจะกลายเป็นที่ต้องการอินเวอร์เตอร์ 2020s ปลายดีกว่า MOSFET SiC ราคาแพงมากขึ้น
Transphorm โครงสร้าง Cascode นวัตกรรม
ในปีที่ผ่านกานอุปกรณ์พลังงานเรื่องราวของการมาถึงของวงจรระบบกานที่น่าสนใจที่สุด (IC) ที่เป็นทรานซิสเตอร์กานเป็นซิลิกอนหรือไดรเวอร์ประตูเสาหิน IC แพคเกจร่วมกับทั้งกาน IC ครั้งเดียวประสิทธิภาพของพวกเขาสำหรับโทรศัพท์มือถือและ ชาร์จแล็ปท็อปและการใช้งานระดับสูงอื่น ๆ ที่ดีที่สุดก็เป็นไปได้ที่จะแพร่กระจายเป็นพื้นที่ขนาดใหญ่ในช่วงกว้าง. ในทางตรงกันข้ามการพัฒนาในเชิงพาณิชย์ของกานไดโอดอำนาจไม่เคยเริ่มต้นจริงๆเพราะพวกเขาล้มเหลวที่จะให้ด้วยความเคารพต่ออุปกรณ์ศรียังสำคัญมากขึ้น ผลประโยชน์ที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาได้พิสูจน์แล้วว่าราคาแพงเกินไปและทำไม่ได้. ไดโอด SiC กีได้รับดีสำหรับเป้าหมายที่และมีแผนงานการกำหนดราคาที่ดี