明年氮化镓、碳化硅功率半导体市场将突破10亿美元！

根据 Omdia 的《2020 年 SiC 和 GaN 功率半导体报告》，在混合动力及电动汽车、电源和光伏逆变器需求的拉动下，碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）功率半导体的新兴市场预计在 2021 年突破 10 亿美元。

报告表示，全球 SiC 和 GaN 功率半导体的销售收入，预计从 2018 年的 5.71 亿美元增至 2020 年底的 8.54 亿美元。预计未来十年，每年的市场收入以两位数增长，到 2029 年将超过 50 亿美元。

GaN 和 SiC 功率半导体全球市场收入预测（单位：百万美元）

SiC 肖特基二极管已经上市十多年了，近年来出现了 SiC 金属氧化物半导体场效应晶体管（SiC MOSFETs）和结型场效应晶体管（SiC JFETs）。SiC 功率模块也越来越多，包括混合 SiC 模块（这种模块包含带 Si 绝缘栅双极晶体管（IGBTs）的 SiC 二极管），以及包含 SiC MOSFETs 的完整 SiC 模块（不论这种模块是否带有 SiC 二极管）。

SiC MOSFETs 在制造商中很受欢迎，已经有几家公司提供了这种产品。有几个因素导致 2019 年的平均价格下降，比如 650 伏、700 伏和 900 伏 SiC MOSFETs 上市，其定价与硅超结 MOSFETs 竞争，又比如供应商之间的竞争加剧。

SiC 和 GaN 功率半导体市场趋势

到 2020 年底，SiC MOSFETs 预计将产生约 3.2 亿美元的收入，与肖特基二极管的收入相当。从 2021 年起，SiC MOSFETs 将以略快的速度增长，成为最畅销的分立 SiC 功率器件。同时，尽管 SiC JFETs 的可靠性、价格和性能都很好，但据预测，SiC JFETs 的收入要比 SiC MOSFETs 少得多。

结合 Si IGBT 和 SIC 二极管的混合型 SiC 功率模块在 2019 年的销售额估计约为 7200 万美元，全 SiC 功率模块在 2019 年的销售额估计约为 5000 万美元。Omdia 预计到 2029 年，全 SiC 功率模块将实现超过 8.5 亿美元的收入，因为它们将被优先用于混合动力和电动汽车动力系统逆变器。相比之下，混合型 SiC 功率模块将主要用于光伏（PV）逆变器、不间断电源系统和其他工业应用，带来的增长速度要慢得多。

2019 年以来发生了什么变化？

现在，SiC 和 GaN 功率器件都有数万亿小时的器件现场经验。供应商，甚至是新进入市场的企业，都在通过获得 JEDEC 和 AEC-Q101 认证来证明这一点。SiC 和 GaN 器件似乎不存在任何意外的可靠性问题；事实上，它们通常比硅器件更好。

SiC MOSFET 和 SiC JFET 的工作电压较低，如 650V、800V 和 900V，使 SiC 在性能和价格上都能与 Si 超结 MOSFET 竞争。

报告提及，内含 GaN 晶体管和 GaN 系统集成电路的终端产品已投入批量生产，特别是用于手机和笔记本电脑快速充电的 USB C 型电源适配器和充电器。此外，许多 GaN 器件正由晶圆代工服务提供商制造，在标准硅片上提供内部 GaN 外延晶体生长，随着产量的增加，产能可能无限扩大。