事實(shí)上，SiC MOSFET的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)早已如火如荼。根據(jù)Yole的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，2018年SiC功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模近4億美元，到2024年將增長(zhǎng)至20億美元，整體復(fù)合成長(zhǎng)率約達(dá)30%。Ubresmc

競(jìng)爭(zhēng)格局高度集中

與全球MOSFET行業(yè)格局相似，SiC MOSFET市場(chǎng)目前主要由行業(yè)領(lǐng)頭的國(guó)際功率半導(dǎo)體公司主導(dǎo)。具體來(lái)看，美國(guó)Cree公司得益于晶圓產(chǎn)量的優(yōu)勢(shì)，其市場(chǎng)份額獨(dú)占鰲頭；其他國(guó)際大廠如ROHM、英飛凌、ST、安森美等均已積極推廣SiC新器件，聚焦在高工藝、定制化、穩(wěn)供應(yīng)上。至于眾多國(guó)產(chǎn)廠家也在跟進(jìn)布局，希望能快一步縮短發(fā)展距離。總體上看，雖然SiC MOSFET市場(chǎng)規(guī)模相對(duì)還不太大，但增長(zhǎng)速度足夠快。Ubresmc

面對(duì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的SiC MOSFET市場(chǎng)，英飛凌電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部大中華區(qū)開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用高級(jí)市場(chǎng)經(jīng)理陳清源表示：“我更愿意把碳化硅的布局看作是一場(chǎng)‘超級(jí)馬拉松’，角逐的時(shí)間越久，就越需要競(jìng)爭(zhēng)來(lái)相互激發(fā)斗志。英飛凌一直樂(lè)見(jiàn)競(jìng)爭(zhēng)，當(dāng)市場(chǎng)上產(chǎn)品百花齊放，客戶擁有更多的選擇，這才是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展成熟的象征。”Ubresmc

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英飛凌電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部大中華區(qū)開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用高級(jí)市場(chǎng)經(jīng)理陳清源Ubresmc

國(guó)際大廠作為SiC MOSFET產(chǎn)業(yè)布局的排頭兵，更著重發(fā)展哪些硬實(shí)力呢？Ubresmc

來(lái)自羅姆半導(dǎo)體（深圳）有限公司技術(shù)中心的高級(jí)經(jīng)理蘇勇錦認(rèn)為：一是核心技術(shù)實(shí)力。ROHM作為SiC功率元器件的領(lǐng)軍企業(yè)之一，核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，足以推動(dòng)SiC MOSFET產(chǎn)品的持續(xù)開(kāi)發(fā)。二是實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的能力。ROHM早于2010年開(kāi)始量產(chǎn)SiC MOSFET，2012年開(kāi)始供應(yīng)符合AEC-Q101標(biāo)準(zhǔn)的車(chē)載級(jí)產(chǎn)品，如今更是與國(guó)內(nèi)外汽車(chē)企業(yè)深度合作，產(chǎn)品和解決方案均獲得市場(chǎng)好評(píng)。三是擁有配套的解決方案。ROHM作為綜合半導(dǎo)體制造商，不僅可以提供新推出的SiC功率元器件，還包括充分發(fā)揮元器件性能的控制IC、支持客戶使用環(huán)境的評(píng)估和仿真工具等等。Ubresmc

據(jù)介紹，2020年ROHM推出的“1200V第四代SiC MOSFET”通過(guò)大幅減少寄生電容來(lái)降低約50％的開(kāi)關(guān)損耗，兼具了低導(dǎo)通電阻和高速開(kāi)關(guān)性能，適用于包括主機(jī)逆變器在內(nèi)的汽車(chē)動(dòng)力總成系統(tǒng)和工業(yè)設(shè)備的電源。該產(chǎn)品已于6月開(kāi)始依次提供裸片樣品，未來(lái)還將提供分立器件樣品。Ubresmc

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羅姆半導(dǎo)體（深圳）有限公司技術(shù)中心的高級(jí)經(jīng)理蘇勇錦Ubresmc

“英飛凌在2001年就推出世界首款碳化硅二極管，并成為該領(lǐng)域的主要供應(yīng)商。為了進(jìn)一步擴(kuò)展碳化硅產(chǎn)品組合，2020年2月底英飛凌發(fā)布了8款CoolSiC™ MOSFET產(chǎn)品。”陳清源介紹道，“全新650V系列基于先進(jìn)的溝槽半導(dǎo)體技術(shù)，可以在毫不折衷的情況下實(shí)現(xiàn)最低的損耗和最佳可靠性的運(yùn)作，目標(biāo)市場(chǎng)有服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心、5G基站、工業(yè)電源、光伏、充電樁、不間斷電源系統(tǒng)以及能源儲(chǔ)存等。今天可以很自豪地告訴大家，上述新品推出僅2個(gè)月，英飛凌就已幫助大中華區(qū)客戶順利實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)！”Ubresmc

陳清源將英飛凌和終端客戶快速實(shí)現(xiàn)SiC MOSFET應(yīng)用落地的秘訣歸類(lèi)為四點(diǎn)：一是英飛凌在電源管理領(lǐng)域里幾十年的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)驗(yàn)，這是公司持續(xù)研發(fā)、創(chuàng)新應(yīng)用的奠基石；二是英飛凌在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上注重最佳性能和高可靠度，并且擁有自己的生產(chǎn)線，可以構(gòu)建一個(gè)穩(wěn)固的供應(yīng)鏈環(huán)境；三是英飛凌可以提供Si/SiC/GaN全產(chǎn)品線方案，并可以根據(jù)客戶的個(gè)性化需求進(jìn)行“方案定制”；四是英飛凌會(huì)繼續(xù)加大對(duì)功率器件的布局和投入，預(yù)計(jì)2020年底英飛凌還會(huì)推出相關(guān)新產(chǎn)品，到2021年該產(chǎn)品線會(huì)擴(kuò)展到50個(gè)產(chǎn)品以上。Ubresmc

全球功率半導(dǎo)體領(lǐng)域排名第二的安森美半導(dǎo)體，在SiC MOSFET布局上也成績(jī)斐然。2020年第一季度安森美發(fā)布了900V SiC MOSFET技術(shù)，并將于下半年發(fā)布650V SiC MOSFET技術(shù)。其中，安森美與客戶合作的碳化硅應(yīng)用范圍已經(jīng)從常見(jiàn)的汽車(chē)牽引逆變器、電動(dòng)汽車(chē)(EV)車(chē)載充電、電動(dòng)汽車(chē)充電樁(EVC)、光伏和云計(jì)算等等，逐步推向?qū)I(yè)音頻、專(zhuān)業(yè)照明、醫(yī)療、電動(dòng)工具、電器、輔助電機(jī)等應(yīng)用領(lǐng)域。Ubresmc

安森美半導(dǎo)體寬禁帶產(chǎn)品線經(jīng)理Brandon Becker告訴《國(guó)際電子商情》，SiC MOSFET的競(jìng)爭(zhēng)格局日益激烈，每家器件制造商都極快地反映市場(chǎng)需求、加速項(xiàng)目落地，從而涌現(xiàn)出多代技術(shù)。對(duì)此，他認(rèn)為安森美半導(dǎo)體具有多重競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，如內(nèi)部供應(yīng)鏈、制造專(zhuān)知、SiC MOSFET器件的高性能以及客戶支持等。當(dāng)下，安森美會(huì)繼續(xù)聚焦在幫助客戶設(shè)計(jì)具有最佳性能和價(jià)格的系統(tǒng)方面，以及集中力量提高產(chǎn)量以縮短交貨時(shí)間。Ubresmc

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安森美半導(dǎo)體寬禁帶產(chǎn)品線經(jīng)理Brandon BeckerUbresmc

東芝半導(dǎo)體分立器件市場(chǎng)副經(jīng)理趙丹則介紹稱，東芝是知名的功率器件供應(yīng)商，在傳統(tǒng)硅器件就具有高性價(jià)比的口碑，對(duì)于新的碳化硅產(chǎn)品也不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。比如2020年已經(jīng)量產(chǎn)的第二代SiC MOSFET TW070J120B（1200V，70mΩ），主要有三個(gè)特點(diǎn)：V_GSS額定值做到更寬的-10V~25V，便于應(yīng)用在更多的設(shè)計(jì)中；V_th更高從而避免系統(tǒng)的誤動(dòng)作，其典型是5V而標(biāo)稱范圍是4.2~5.8V；內(nèi)置的肖特基二極管降低了V_F，有助于降低導(dǎo)通損耗。新產(chǎn)品主要應(yīng)用于大功率電源、電力轉(zhuǎn)換、光伏逆變等場(chǎng)合。Ubresmc

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東芝半導(dǎo)體分立器件市場(chǎng)副經(jīng)理趙丹Ubresmc

“與前幾家國(guó)際大廠相比，瑞能半導(dǎo)體（WeEn）在客戶服務(wù)響應(yīng)以及客戶特殊的定制化需求方面具有極大的優(yōu)勢(shì)，”瑞能半導(dǎo)體研發(fā)總監(jiān)章劍鋒分享道，“公司深耕功率器件幾十年，具備快速的客戶服務(wù)響應(yīng)及穩(wěn)定的供貨，在國(guó)內(nèi)各級(jí)客戶中享有非常好的口碑，產(chǎn)品品質(zhì)方面也延續(xù)了恩智浦（NXP）一貫以來(lái)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。”Ubresmc

據(jù)悉，瑞能2020年計(jì)劃相繼推出1200V 160m?/80m?/40m? SiC MOSFET產(chǎn)品，很多客戶對(duì)此表現(xiàn)出了極大的興趣。下一步，瑞能半導(dǎo)體將進(jìn)一步加大硅材料和碳化硅材料的功率器件產(chǎn)品的投入，擴(kuò)大產(chǎn)品系列，拓展應(yīng)用范圍，以為客戶創(chuàng)造價(jià)值為最終目標(biāo)。Ubresmc

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瑞能半導(dǎo)體研發(fā)總監(jiān)章劍鋒Ubresmc

這些應(yīng)用領(lǐng)域更具前景！

相比傳統(tǒng)硅材料，碳化硅具有寬的帶隙、高的熔點(diǎn)、低的介電常數(shù)、高的擊穿場(chǎng)強(qiáng)、高的導(dǎo)熱系數(shù)和高的飽和電子漂移速度等特性，可以讓其制成器件在更高的溫度、更近的距離、更高的功率級(jí)別的場(chǎng)景下工作。而對(duì)于設(shè)計(jì)者和使用者而言，碳化硅還能很好地解決散熱難題，解決了工程師“老大難”問(wèn)題。Ubresmc

綜上所述，據(jù)英飛凌觀察，SiC MOSFET最熱門(mén)的主要是對(duì)效率、功率密度以及可靠性要求很高的應(yīng)用，包括：服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心、通訊系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)電源，工業(yè)電源，太陽(yáng)能逆變器，UPS(不間斷電源)，電池化成(formation)電源，充電樁以及例如車(chē)載充電器這一類(lèi)汽車(chē)應(yīng)用等等。Ubresmc

蘇勇錦表示，SiC材料具有耐高溫、高耐壓、高頻的特點(diǎn)，比Si更薄、更輕、更小巧，因此ROHM會(huì)加速SiC MOSFET在能源、xEV、ICT等增長(zhǎng)型市場(chǎng)中的應(yīng)用。Ubresmc

事實(shí)上，在人們翹首以待5G商用的2020年里，SiC MOSFET在5G領(lǐng)域的前景更引人入勝。Ubresmc

安森美Brandon Becker表示，5G的速度可比4G LTE快20倍，所以5G硬件內(nèi)就更需要能夠處理更高功率、具有更好散熱性能的器件，使設(shè)備不會(huì)過(guò)熱并高效地進(jìn)行優(yōu)化。這些“新”平臺(tái)的性能目標(biāo)和SiC MOSFET非常匹配，因?yàn)镾iC更適合處理嚴(yán)苛的條件。況且隨著云和人工智能（AI）以指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，更高功率密度的需求是設(shè)計(jì)工程師的主要關(guān)注點(diǎn)，未來(lái)SiC也將在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中變得至關(guān)重要。Ubresmc

羅姆蘇勇錦則看好SiC MOSFET在數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器兩大應(yīng)用領(lǐng)域中的發(fā)展。一方面，隨著AI和IoT的發(fā)展與普及，各國(guó)社會(huì)對(duì)云服務(wù)的需求日益增加，導(dǎo)致全球?qū)?shù)據(jù)中心的需求呈爆發(fā)式增長(zhǎng)。數(shù)據(jù)中心所使用的服務(wù)器正在向大容量、高性能方向發(fā)展，而如何降低功耗量就成為亟需解決的課題之一。另一方面，以往服務(wù)器的功率轉(zhuǎn)換電路中，主要采用的是硅元器件；如今損耗更低的SiC元器件被寄予厚望。Ubresmc

東芝半導(dǎo)體趙丹則強(qiáng)調(diào)，5G產(chǎn)品大多具備高功率、高壓、高溫等特點(diǎn)，這使得碳化硅比傳統(tǒng)硅基器件更具優(yōu)勢(shì)。但值得一提的是，在射頻領(lǐng)域，5G通信芯片應(yīng)該是使用碳化硅襯底、氮化鎵外延器件更優(yōu)。Ubresmc

瑞能半導(dǎo)體章劍鋒認(rèn)為，5G時(shí)代下，雖然SiC MOSFET不會(huì)直接作為5G通信芯片，但是在5G基站電源、數(shù)據(jù)中心服務(wù)器電源等需要電力電子的應(yīng)用場(chǎng)景，使用SiC MOSFET產(chǎn)品可以帶來(lái)整體電能利用效率的顯著提升以及電力電子裝置體積的小型化。尤其在疫情期間，在線會(huì)議和云辦公的大規(guī)模發(fā)展，數(shù)據(jù)中心和5G通信基站建設(shè)如火如荼，碳化硅功率器件產(chǎn)品的市場(chǎng)規(guī)模也增長(zhǎng)明顯。Ubresmc

此外，章劍鋒還在越來(lái)越多的電動(dòng)汽車(chē)上看到了SiC MOSFET的身影，例如特斯拉Model 3。他補(bǔ)充道：“雖然目前Model 3只在主驅(qū)動(dòng)逆變器上應(yīng)用了SiC MOSFET，但一輛車(chē)也需要24顆SiC MOSFET，甚至未來(lái)的車(chē)載充電機(jī)（OBC）、DC-DC等部分都會(huì)應(yīng)用SiC MOSFET。換言之，未來(lái)SiC MOSFET出貨量的上升幅度將會(huì)直接正比于電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)規(guī)模的增長(zhǎng)，這是一個(gè)不容小覷的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。”Ubresmc

SiC MOSFET發(fā)展的制約因素？

分析一個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展脈絡(luò)，不能只關(guān)注驅(qū)動(dòng)因素，更需要直面制約因素，只有補(bǔ)齊短板才能更長(zhǎng)遠(yuǎn)地發(fā)展。SiC MOSFET也是如此，盡管其優(yōu)異性能已經(jīng)眾所周知，但仍有三大因素制約著產(chǎn)業(yè)鏈上下的同步發(fā)展。Ubresmc

1、SiC基板的開(kāi)發(fā)Ubresmc

安森美Brandon Becker認(rèn)為，SiC基板的開(kāi)發(fā)是公司以及其它廠家都在著力解決的最大瓶頸之一。SiC基板與傳統(tǒng)的硅晶錠有很大不同，從設(shè)備、工藝、處理到切割的一切都需要進(jìn)行開(kāi)發(fā)，以處理碳化硅。安森美半導(dǎo)體在這瓶頸上投入了大量研發(fā)工作，以降低缺陷密度，從而實(shí)現(xiàn)更佳的成本結(jié)構(gòu)，以擴(kuò)大客戶對(duì)SiC MOSFET的采用。Ubresmc

至于其他瓶頸，Brandon Becker補(bǔ)充道，包括但不限于外延生長(zhǎng)、晶圓廠加工和封裝等等。“這些供應(yīng)鏈步驟中的每一步都有獨(dú)特的瓶頸，安森美每天都在解決。”他說(shuō)。Ubresmc

2、成本普遍較高Ubresmc

陳清源表示，相對(duì)于硅材料器件而言，碳化硅器件是比較新的產(chǎn)品，因?yàn)楫a(chǎn)量和產(chǎn)能原因，所以價(jià)格相對(duì)較高，這是其在商用化道路中主要的阻力。Ubresmc

趙丹贊同道：“由于SiC材料的特性，目前SiC器件整體還是良率偏低，整體出貨數(shù)量也還偏少，所以整體平均成本還比較高。對(duì)此東芝的策略是：不斷優(yōu)化生產(chǎn)，改進(jìn)器件的內(nèi)部設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，提升工藝參數(shù)。”Ubresmc

章劍鋒補(bǔ)充道，碳化硅晶圓材料特別是高品質(zhì)晶圓價(jià)格較高，也導(dǎo)致SiC MOSFET成本增加。對(duì)此，瑞能半導(dǎo)體設(shè)計(jì)了超低比導(dǎo)通電阻值（R_on,sp）的SiC MOSFET，單位面積具備更大的電流導(dǎo)通能力，也就是說(shuō)同一片碳化硅晶圓上WeEn可以產(chǎn)出更多的有效芯片,從而提高性價(jià)比。Ubresmc

蘇勇錦則指出，由于使用SiC可以減少電池和冷卻系統(tǒng)等外圍元器件的數(shù)量，因此在某些設(shè)備中，采用SiC反而能夠降低系統(tǒng)整體的成本。因此目前其應(yīng)用案例與日俱增，ROHM預(yù)計(jì)未來(lái)SiC市場(chǎng)會(huì)有顯著增長(zhǎng)。Ubresmc

對(duì)于即將爆發(fā)的市場(chǎng)需求，ROHM采取了三個(gè)舉措，蘇勇錦介紹道：“首先，ROHM建立了引以為豪的垂直統(tǒng)合型生產(chǎn)體制，并通過(guò)擴(kuò)大晶圓的直徑和引進(jìn)新設(shè)備來(lái)提高生產(chǎn)效率。此外，ROHM還在位于日本的阿波羅工廠投建了新廠房，以擴(kuò)大SiC功率元器件的產(chǎn)能。未來(lái)，ROHM將通過(guò)推進(jìn)低導(dǎo)通電阻、高速開(kāi)關(guān)兼?zhèn)涞牡谒拇鶶iC等高附加值產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，繼續(xù)提供具有成本優(yōu)勢(shì)的系統(tǒng)整體解決方案。”Ubresmc

3、原材料的品質(zhì)和供應(yīng)Ubresmc

事實(shí)上，碳化硅是一種非常難處理的材料，它可以形成超過(guò)150種的多型，開(kāi)發(fā)技術(shù)難度極大，品質(zhì)參差不齊，供應(yīng)環(huán)節(jié)也時(shí)有風(fēng)險(xiǎn)。Ubresmc

在品質(zhì)上，章劍鋒分析稱，由于MOSFET對(duì)碳化硅晶圓材料的品質(zhì)要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于肖特基二極管產(chǎn)品，SiC MOSFET單顆芯片的尺寸也要大于碳化硅二極管產(chǎn)品，對(duì)碳化硅晶圓材料的缺陷密度有著更高的要求，更高品質(zhì)的碳化硅晶圓可以顯著提高目前SiC MOSFET芯片的良率。對(duì)此，瑞能半導(dǎo)體一直與國(guó)內(nèi)外的碳化硅晶圓材料廠商有著密切交流合作，從下游芯片制造的角度協(xié)助材料廠商改善碳化硅晶圓生長(zhǎng)工藝。Ubresmc

在供應(yīng)環(huán)節(jié)上，英飛凌擁有強(qiáng)大而穩(wěn)定的制造和物流系統(tǒng)，使得即使在最具挑戰(zhàn)的供需環(huán)境中，也能保障對(duì)客戶承諾的交付。陳清源表示，目前英飛凌的交期都會(huì)通過(guò)系統(tǒng)與客戶和渠道商進(jìn)行定期地更新。Ubresmc

事實(shí)上，過(guò)去的兩三年里，晶圓供應(yīng)短缺一直是制約SiC產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大瓶頸之一。尤其在2020年新冠肺炎疫情的沖擊下，每種原材料的供應(yīng)情況均備受關(guān)注，SiC MOSFET是否也受到負(fù)面影響？經(jīng)《國(guó)際電子商情》走訪發(fā)現(xiàn)，疫情之下SiC MOSFET供應(yīng)情況基本無(wú)影響。Ubresmc

“碳化硅原材料的生產(chǎn)屬于技術(shù)密集型行業(yè)，相對(duì)來(lái)說(shuō)受到的影響較小。”章劍鋒分享道，“以瑞能半導(dǎo)體為例：在設(shè)計(jì)項(xiàng)目上，公司大規(guī)模地啟用了線上會(huì)議和云辦公的工作模式，即使在疫情最嚴(yán)重的2月份，我們也按時(shí)完成了前期制定的新產(chǎn)品Tape Out工作，并未造成延誤。在制造生產(chǎn)上，半導(dǎo)體芯片制造本身就要在無(wú)塵超凈的工作環(huán)境下進(jìn)行，并且自動(dòng)化程度也較高，所以半導(dǎo)體芯片的制造受疫情的直接影響相比其他制造業(yè)都要小。最后在原材料備貨上，瑞能也做了充足的備貨準(zhǔn)備，保證可以快速響應(yīng)客戶的需求。綜上所述，疫情對(duì)我們的供應(yīng)影響較小。”Ubresmc

同樣，蘇勇錦也回應(yīng)道：“沒(méi)有明顯影響。”就像前面提到的，ROHM已經(jīng)建立了垂直統(tǒng)合型生產(chǎn)體制，從SiC晶圓到封裝整個(gè)流程全部在本集團(tuán)內(nèi)部進(jìn)行，以在性能、品質(zhì)和穩(wěn)定供應(yīng)方面與其他公司拉開(kāi)差距。另外，了解和掌握客戶需求和市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)是SiC MOS技術(shù)開(kāi)發(fā)過(guò)程中非常重要的因素。ROHM通過(guò)與xEV制造商和汽車(chē)行業(yè)一級(jí)供應(yīng)商積極開(kāi)展聯(lián)合研究，并將這些優(yōu)勢(shì)應(yīng)用在先進(jìn)SiC功率元器件的開(kāi)發(fā)中。Ubresmc

Brandon Becker也表示：“安森美半導(dǎo)體通過(guò)多方采購(gòu)保證供應(yīng)的連續(xù)性和快速響應(yīng)。我們有出色的團(tuán)隊(duì)，在公司內(nèi)外部的多個(gè)地點(diǎn)使我們的產(chǎn)品獲驗(yàn)證，以確保我們的SiC制造不會(huì)因某一個(gè)地點(diǎn)而中斷。”Ubresmc

趙丹介紹道：“東芝是IDM廠商，目前供應(yīng)穩(wěn)定，產(chǎn)能充足。設(shè)計(jì)部門(mén)在研發(fā)第三代SiC產(chǎn)品，進(jìn)一步豐富產(chǎn)品線。下一步東芝將重視客戶服務(wù)，充分聆聽(tīng)市場(chǎng)和客戶的需求，來(lái)調(diào)整設(shè)計(jì)、制造和供貨等流程。”Ubresmc

Si/SiC/GaN的趨勢(shì)展望

不可置否，如今半導(dǎo)體材料已經(jīng)步入第三代，以碳化硅和氮化鎵為代表的第三代寬禁帶半導(dǎo)體（WBG）正突破傳統(tǒng)硅器件的物理性質(zhì)，創(chuàng)建出以往無(wú)法制造的新器件，其加速滲透的趨勢(shì)已不可逆轉(zhuǎn)。那么IC廠商及設(shè)計(jì)師們?cè)撊绾慰创齋i、SiC及GaN之間的區(qū)別？并如何從三者中選擇呢？Ubresmc

英雄所見(jiàn)略同，五位受訪者均認(rèn)同：Si MOSFET是經(jīng)過(guò)50年完善并不斷改進(jìn)的器件，產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分成熟，所以一定時(shí)期內(nèi)主流電源還會(huì)繼續(xù)使用硅器件；但在一些特定領(lǐng)域，碳化硅和氮化鎵器件已經(jīng)開(kāi)始逐步替代硅器件了。Ubresmc

趙丹指出，成熟的硅器件短時(shí)間內(nèi)不會(huì)被取代，但碳化硅和氮化鎵器件會(huì)在追求效率和體積的高端產(chǎn)品開(kāi)始更多地使用起來(lái)。如果碳化硅和氮化鎵需要爆發(fā)式增長(zhǎng)，而目前市場(chǎng)規(guī)模不大幅增長(zhǎng)的背景下，只能替代更多的傳統(tǒng)硅器件。碳化硅和氮化鎵由于本身的材料特性，一般認(rèn)為碳化硅適合高壓大功率應(yīng)用，而氮化鎵更適合于高頻應(yīng)用。在600V器件，碳化硅和氮化鎵已形成競(jìng)爭(zhēng)。Ubresmc

目前東芝主力產(chǎn)品線還是在硅器件，不過(guò)很早就將SiC作為功率器件發(fā)展的重要方向。一方面深耕SiC工藝改進(jìn)，開(kāi)發(fā)出更多具有出色技術(shù)優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品；另一方面則是深化器件的成本降低。同時(shí)，東芝還將根據(jù)市場(chǎng)的需求，不斷引入更新的技術(shù)指標(biāo)，借助東芝既有的功率器件傳統(tǒng)技術(shù)和服務(wù)優(yōu)勢(shì)，在電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)替代方面不斷催生新的市場(chǎng)需求，從而將SiC功率器件服務(wù)到更廣泛的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)需求當(dāng)中。Ubresmc

蘇勇錦表示：“Si的通用性很好，SiC在大功率方面表現(xiàn)出色，GaN具有高頻特性，這三種功率元器件的特點(diǎn)各不相同。因此，我們認(rèn)為它們將在能夠發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)的領(lǐng)域逐步增長(zhǎng)。”Ubresmc

據(jù)介紹，ROHM的開(kāi)發(fā)以SiC為核心，同時(shí)推進(jìn)Si MOSFET和IGBT等Si功率半導(dǎo)體的開(kāi)發(fā)。不僅如此，ROHM還在不斷擴(kuò)充通用產(chǎn)品群的產(chǎn)品陣容，如能大幅釋放各種功率半導(dǎo)體性能的柵極驅(qū)動(dòng)器IC、以及電源IC、晶體管、二極管、用來(lái)檢測(cè)電流的分流電阻等。ROHM將運(yùn)用能夠一并驗(yàn)證包括SiC在內(nèi)的功率半導(dǎo)體和驅(qū)動(dòng)IC的線上仿真工具，為主逆變器、 DC/DC轉(zhuǎn)換器、車(chē)載充電器、電動(dòng)壓縮機(jī)等眾多應(yīng)用提供非常具有優(yōu)勢(shì)的功率解決方案，助力客戶xEV實(shí)現(xiàn)高效化和小型化。Ubresmc

更值得一提的是，在Si和SiC功率半導(dǎo)體的基礎(chǔ)上，已有個(gè)別國(guó)際大廠著手推進(jìn)GaN的布局開(kāi)發(fā)，例如ROHM和英飛凌。Ubresmc

陳清源分享道：“英飛凌可以提供涵蓋硅（Si）、碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等材料的全系列功率產(chǎn)品，這會(huì)令公司擁有更全面的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，并能更全面地了解客戶需求和市場(chǎng)風(fēng)向。具體來(lái)看，Si由于技術(shù)成熟度最高，以及性價(jià)比方面的優(yōu)勢(shì)，所以未來(lái)依然會(huì)是各個(gè)功率轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的主要器件。而SiC器件在三種材料中溫度穩(wěn)定性和可靠性都被市場(chǎng)驗(yàn)證，所以在對(duì)可靠性要求更高的領(lǐng)域?qū)?huì)較快的增長(zhǎng)，例如汽車(chē)和太陽(yáng)能逆變器等。至于GaN器件，由于其在快速開(kāi)關(guān)性能方面的優(yōu)勢(shì)，會(huì)在追求高效和高功率密度的場(chǎng)合，例如數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器等將有較快的增長(zhǎng)。這三種技術(shù)將會(huì)共存，并不是‘誰(shuí)’代替‘誰(shuí)’的關(guān)系，而應(yīng)該是相互補(bǔ)充、補(bǔ)足的關(guān)系。未來(lái)Si/SiC/GaN的市場(chǎng)會(huì)同步發(fā)展，不可或缺。”Ubresmc

本文為《國(guó)際電子商情》2020年10月刊雜志文章，版權(quán)所有，禁止轉(zhuǎn)載。免費(fèi)雜志訂閱申請(qǐng)點(diǎn)擊 這里Ubresmc