碳化硅霸主地位，是否真的穩固？

發布時間：2024-03-21作者來源：薩科微瀏覽：2104

碳化硅是一種優異的半導體材料，具有高熱導率、高耐溫性、硬度高等特點，因而在功率電子、光電子等領域得到廣泛應用。受益于新能源汽車、電力電子、光伏等領域的快速發展，碳化硅產業迎來了巨大的市場機遇，產量和銷售額都呈現出快速增長的態勢。隨著下游應用市場的強勁需求，碳化硅產業正處于高速成長期。而碳化硅的地位真有我們想象中那么穩固嗎？

來源：中國電科

氮化鎵：與“碳化硅”正面剛？

有行業人士認為，未來，不排除氮化鎵能與碳化硅正面“剛”的可能，特別是汽車領域。

在國家‘雙碳’政策的支持下，近年來氮化鎵在功率電子領域也開始從消費電子電源不斷向數據中心、光伏/儲能、新能源汽車等附加值領域加速滲透，未來這些市場有望成為GaN產品規模擴張的主要動力。

2018年，氮化鎵快充進入中國市場之后，充電器的發展猶如坐上飛天火箭，功率越來越大，從最初的的5W到現在的超百瓦。在移動充電充電器潛伏很久的氮化鎵，在電動車飛速發展的時代，迎來新機遇。

3月2日，英飛凌以8.3億美元的價格收購GaN功率半導體廠商 GaN Systems。這一舉動的背后是英飛凌看好氮化鎵市場的發展，尤其到2030年，氮化鎵的全球使用量將會大大超過碳化硅，并且在多個領域取代碳化硅的應用。

在汽車領域，GaN主要應用于48V系統的功率電子、車載充電機和DC/DC轉換器，將來可以擴展到逆變器。

氮化鎵器件用于新能源汽車的車載充電器、DC/DC轉換器等領域時，可在節能70%的同時使充電效率達到98%，增加5%續航，目前已有豐田、寶馬等多家汽車廠商入局氮化鎵領域。

而從總的應用趨勢來看，目前，80V-650V區域是GaN的天下，整個市場規模約為70億美元，手機、筆記本電源適配器、家電是主要應用領域；1200V-6500V的高壓部分更適合碳化硅(SiC)，整體市場規模達到了93億美元，電動汽車、新能源、軌道交通、電網等是其核心市場；而在兩者之間則是GaN和SiC可以共存的市場，主要包括數據中心、電動車等，市場規模達到了61億美元。

高達220億美元的第三代半導體市場圖片來源：Navitas

所以，這樣看來，GaN與SiC的競爭主要集中在650V及以上的領域。那為何說GaN有硬剛SiC的可能？一方面，GaN在大功率汽車應用上確實存在局限性，但在600V以下的器件是[敏感詞]，隨著汽車制造商在信息娛樂、快速通信、激光雷達等汽車智能化設備的需求增加，對48V系統的興趣越來越大，GaN具有成本競爭力；另一方面，在制作成本上，碳化硅器件制造成本較高，與之相比，GaN可在較便宜的硅襯底上生長，同時氮化鎵在高頻應用上具備優勢，可以在確保產品性能的同時實現產品的輕量化、小型化，這是整車廠最為關心的。

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