根據(jù)Omdia的《2020年SiC和GaN功率半導(dǎo)體報(bào)告》，全球SiC和GaN功率半導(dǎo)體的銷售收入，預(yù)計(jì)從2018年的5.71億美元增至2020年底的8.54億美元。預(yù)計(jì)未來(lái)十年，每年的市場(chǎng)收入以兩位數(shù)增長(zhǎng)，到2029年將超過(guò)50億美元。

這些長(zhǎng)期市場(chǎng)預(yù)測(cè)的總金額比去年報(bào)告中的數(shù)字低約10億美元。這是因?yàn)樽?018年以來(lái)，幾乎所有應(yīng)用的需求都有所放緩。此外，2019年的設(shè)備平均價(jià)格也下降了。注意：用于今年預(yù)測(cè)的設(shè)備預(yù)測(cè)量都是從2019年開始計(jì)算的，并沒(méi)有考慮到COVID-19大流行的影響。

GaN和SiC功率半導(dǎo)體全球市場(chǎng)收入預(yù)測(cè)（單位：百萬(wàn)美元）

SiC肖特基二極管已經(jīng)上市十多年了，近年來(lái)出現(xiàn)了SiC金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（SiC MOSFETs）和結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管（SiC JFETs）。SiC功率模塊也越來(lái)越多，包括混合SiC模塊（這種模塊包含帶Si絕緣柵雙極晶體管（IGBTs）的SiC二極管），以及包含SiC MOSFETs的完整SiC模塊（不論這種模塊是否帶有SiC二極管）。

SiC MOSFETs在制造商中很受歡迎，已經(jīng)有幾家公司提供了這種產(chǎn)品。有幾個(gè)因素導(dǎo)致2019年的平均價(jià)格下降，比如650伏、700伏和900伏SiC MOSFETs上市，其定價(jià)與硅超結(jié)MOSFETs競(jìng)爭(zhēng)，又比如供應(yīng)商之間的競(jìng)爭(zhēng)加劇。

“價(jià)格下降最終將刺激SiC MOSFET技術(shù)的更快采用。”O(jiān)mdia功率半導(dǎo)體的高級(jí)首席分析師Richard Eden說(shuō)，“相比之下，GaN功率晶體管和GaN系統(tǒng)集成電路最近才出現(xiàn)在市場(chǎng)上。GaN是一種寬禁帶材料，具有類似于SiC的性能優(yōu)勢(shì)，但其成本下降的潛力更大。這些價(jià)格和性能上的優(yōu)勢(shì)是有可能的，因?yàn)镚aN功率器件可以在硅或藍(lán)寶石襯底上發(fā)展，而硅襯底和藍(lán)寶石襯底比SiC便宜。盡管GaN晶體管現(xiàn)在才上市，但Power Integrations、Texas Instruments和Navitas Semiconductor等公司GaN系統(tǒng)集成電路的銷售額預(yù)計(jì)將以更快的速度增長(zhǎng)。”

SiC和GaN功率半導(dǎo)體市場(chǎng)趨勢(shì)

到2020年底，SiC MOSFETs預(yù)計(jì)將產(chǎn)生約3.2億美元的收入，與肖特基二極管的收入相當(dāng)。從2021年起，SiC MOSFETs將以略快的速度增長(zhǎng)，成為最暢銷的分立SiC功率器件。同時(shí)，盡管SiC JFETs的可靠性、價(jià)格和性能都很好，但據(jù)預(yù)測(cè)，SiC JFETs的收入要比SiC MOSFETs少得多。

“終端用戶很喜歡常關(guān)型SiC MOSFETs，因此SiC JFET似乎可能仍然是專門的、利基產(chǎn)品。”Eden 說(shuō)，“然而，盡管活躍的供應(yīng)商很少，但預(yù)計(jì)SiC JFET的銷售額將以驚人的速度增長(zhǎng)。”

結(jié)合Si IGBT和SIC二極管的混合型SiC功率模塊在2019年的銷售額估計(jì)約為7200萬(wàn)美元，全SiC功率模塊在2019年的銷售額估計(jì)約為5000萬(wàn)美元。Omdia預(yù)計(jì)到2029年，全SiC功率模塊將實(shí)現(xiàn)超過(guò)8.5億美元的收入，因?yàn)樗鼈儗⒈粌?yōu)先用于混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)逆變器。相比之下，混合型SiC功率模塊將主要用于光伏（PV）逆變器、不間斷電源系統(tǒng)和其他工業(yè)應(yīng)用，帶來(lái)的增長(zhǎng)速度要慢得多。

2019年以來(lái)發(fā)生了什么變化？

現(xiàn)在，SiC和GaN功率器件都有數(shù)萬(wàn)億小時(shí)的器件現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)。供應(yīng)商，甚至是新進(jìn)入市場(chǎng)的企業(yè)，都在通過(guò)獲得JEDEC和AEC-Q101認(rèn)證來(lái)證明這一點(diǎn)。SiC和GaN器件似乎不存在任何意外的可靠性問(wèn)題；事實(shí)上，它們通常比硅器件更好。

SiC MOSFET和SiC JFET的工作電壓較低，如650V、800V和900V，使SiC在性能和價(jià)格上都能與Si超結(jié)MOSFET競(jìng)爭(zhēng)。

內(nèi)含GaN晶體管和GaN系統(tǒng)集成電路的終端產(chǎn)品已投入批量生產(chǎn)，特別是用于手機(jī)和筆記本電腦快速充電的USB C型電源適配器和充電器。此外，許多GaN器件正由晶圓代工服務(wù)提供商制造，在標(biāo)準(zhǔn)硅片上提供內(nèi)部GaN外延晶體生長(zhǎng)，隨著產(chǎn)量的增加，產(chǎn)能可能無(wú)限擴(kuò)大。

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