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氮化镓组件2015年∼2021年的市场增长率将达83%

2016年11月28日 14:14 次阅读

有鉴于全球环保意识抬头,碳化硅(SiC)与氮化镓(GaN)两种功率转换材料备受瞩目。其中,碳化硅掌握早期开发优势,其功率模块在再生能源与车用电子领域,商机已纷纷涌现。而主要锁定低功率市场的氮化镓,则将缓步进军中功率市场。

可以弥补天然能源不足缺口的再生能源设备,为聚焦于中功率、高功率应用的碳化硅创造大量需求。另一方面,近期丰田汽车(Toyota)在电动车中导入碳化硅(SiC)组件的测试结果也已出炉,其在改善能源效率、缩小电源控制系统(PCU)尺寸上的效果,明显胜过硅组件。

图1 Toyota碳化硅测试用车

台达电技术长暨总经理张育铭表示,以前电力电子的厂商其实不多,不过近期随着碳化硅、氮化镓的半导体组件越来越多,这部分的市场是值得期待的。另外,若以功率设备来看,传统的火力发电、核能发电所用的电力电子比较少,不过新兴再生能源就不同了,风力电发电中的电力转换器扮演相当重要的角色,而太阳能发电的光伏逆变器(PV Inverter),所占比重也很重。

并购Wolfspeed 英飞凌强化碳化硅事业

主要受益于碳化硅技术的领域除了再生能源,还有车用电子。在此趋势的推波助澜下,功率半导体供应领导厂商英飞凌(Infineon),今年7月以8.5亿美元大举并购Cree旗下的Wolfspeed功率与射频(RF)部门,并且明确表示,碳化硅芯片未来将逐渐与硅芯片并驾齐驱,尤其是在电动及混合动力汽车市场上。

Wolfspeed是SiC功率及GaN-on-SiC射频功率解决方案的主要供货商,其核心能力包括碳化硅晶圆基板制造以及射频功率应用的碳化硅单晶氮化镓层,英飞凌计划在2016年底前完成这项交易,藉以协助英飞凌扩大在物联网、电动车以及再生能源等全球快速成长市场领域的布局。

然而,丰田汽车(Toyota)也随之在测试结果中证明,在电动车中导入碳化硅,表现明显胜过于硅组件。Toyota项目总经理滨田公守表示,为达成「丰田环境挑战2050」的目标,丰田积极发展下世代车用功率半导体。近年来丰田开始尝试在电动车中导入碳化硅MOSFET、碳化硅JBS二极管,并于2015年2月开始进行实车路测。

滨田公守进一步指出,测试结果发现,碳化硅组件可改善能源效率的关键技术,其表现明显胜过于硅组件。在采用碳化硅的电源控制系统中,具备更高频率的控制,且功率模块、线圈、电容器的尺寸也明显缩小。不过同时,他也表示,未来并不排除采用氮化镓作为提升燃料效率的功率半导体。

不仅如此,罗姆(ROHM)也于日前宣布与Venturi电动方程式赛车车队(Venturi Formula E Team),缔结为期3年的技术伙伴契约,该车队长期参与FIA电动方程式赛车锦标赛。自10月9日开幕的第3季起,罗姆将提供碳化硅(SiC)功率组件,运用在赛车马力核心的变流器中,协助赛车小型化、轻量化和高效率化。

该公司于2010年开始量产SiC MOSFET,并持续研发先进组件。汽车领域方面,急速充电用的车用充电器,获得相当高的市占率,碳化硅使用在电动汽车(EV)马达和变流器也迅速普及。

和传统赛车不同之处在于,电动方程式赛车的管理电力能力非常重要,如何有效率地活用电池储备的电力,左右了赛事的胜败。

Venturi Formula E Team技术长Franck Baldet表示,电动方程式赛车的本质就是管理电力。能与罗姆缔结合作关系,将能够带动赛车的整个电力系统进化,进一步提升马达的速度。

ROHM离散式组件制造本部兼模块制造本部董物东克己表示,非常期待日后能在跑道上证明我们公司产品的质量和效率。近期SiC功率组件,可望进一步活跃于油电混合车和电动汽车领域。罗姆希望能对多种产业、社会更多领域,提供更具经济效益的技术,并在转换能源政策上位居重要的地位。

分立组件方便性不足 功率模块声势看涨

针对碳化硅将大幅增强对功率模块(Power Module)需求的部分,张育铭表示,采用功率模块的原因在于,如果使用分立组件(Discrete)的话,工程师就必须自行并联,得考虑到IGBT、MOSFET参数是否一致,对设计公司来讲,是不切实际的,因此须要模块厂商来解决这个问题。

碳化硅是一种特别的多晶体材料,常见的有4H-SiC、6H-SiC、15R和3C,碳和硅的比都是1:1,但是在这个基础上,可以形成200多种晶体结构,其中4H最适合用来做垂直型功率组件,而里面最稳的就是3C结构,再搭配斜切角度的基板(Substrate),来进行晶圆的外延伸长(图2)。

图2 碳化硅材料以4H-SiC为基板,进行晶圆外延伸长。

谈到目前碳化硅晶圆的市场情形,Epiworld总经理冯淦表示,现今应用最为广泛的是4吋晶圆,而6吋的市场需求量也越来越高,不过从4吋到6吋的转变并没有预期的快,虽然6吋的价格成本更有优势,但主要问题在于6吋碳化硅的外延材料质量,还无法达到一定水平。他认为,在2∼3年内,4吋的商机仍是可期的。 除了碳化硅组件备受瞩目,拥有中、低功率应用优势的氮化镓(GaN)组件也紧追在后。

Yole Developpement功率电子暨化合物半导体事业单位经理Pierric GUEGUEN表示,由于对热管理和接面温度技术革新的高度需求,功率电子着实已成为材料创新应用的新兴领域,其中的碳化硅与氮化镓正在彻底改变整体的供应链与封装结构。

Pierric Gueguen认为,碳化硅主要适用于600V以上的高功率应用,氮化镓则适用于200∼600V中功率应用。不过根据Yole的预测,到了2020年,氮化镓将进一步往600∼900V发展,届时势必会开始与碳化硅产生竞争关系。

2020年成长率将达83%氮化镓具高密度优势

由于氮化镓锁定中低功率应用,其应用市场规模要大于中高功率,因此Yole预估,氮化镓组件2015年∼2021年的成长率将达83%,其中电源供应器将占相当大的一部份,近六成左右,而碳化硅同期的成长则相对缓慢,成长率约在21%左右。

GaN Systems亚洲高级营销总监Charles Bailley表示,就电学性质与物理特性来相比,氮化镓与碳化硅皆采宽带隙技术,碳化硅的热导率3.5W/m-K高于氮化镓1.5W/m-K,因此较适用于高功率应用。

Charles Bailley指出,不过,在二维电子气(Two Dimensional Electron Gas, 2DEG)的迁移率上,氮化镓(1800μ)明显略胜碳化硅(125μ)一筹(图3),此也是氮化镓能达到高效率和高电源密度的原因。

2020年成长率将达83%氮化镓具高密度优势

图3 氮化镓在2DEG迁移率上的优势,是其拥有高电源密度的关键。

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近日,中矿投资(北京)有限公司宣布,该公司近几年来投资于澳大利亚的多个大中型高品位镍钴矿,将为国内提...

发表于 2018-03-13 09:47 475次阅读
中矿布局澳洲镍钴金属矿助力新能源汽车发展

政府工作报告:下调汽车进口关税,扩大新能源汽车领...

2018年3月5日,在第十三届全国人民代表大会第一次会议上国务院总理李克强代表国务院作政府工作报告。...

发表于 2018-03-12 18:58 672次阅读
政府工作报告:下调汽车进口关税,扩大新能源汽车领...

新能源汽车被强制上线了,有些企业得着急了

针对一些国家已制订了停止生产销售传统能源汽车的时间表,中国正在研究制定取消燃油车的时间表。中国还在抓...

发表于 2018-03-12 17:57 997次阅读
新能源汽车被强制上线了,有些企业得着急了

2018年新能源汽车补贴的影响该怎么看待

从2018年起将新能源汽车地方购置补贴资金逐渐转为支持充电基础设施建设和运营、新能源汽车使用和运营等...

发表于 2018-03-12 15:55 515次阅读
2018年新能源汽车补贴的影响该怎么看待

中国光伏装机量增长量与全球比较

德国2010-2012年这三年光伏装机量为最高峰,平均7.5吉瓦。由于补贴规模远超规划,财政负担沉重...

发表于 2018-03-12 15:40 721次阅读
中国光伏装机量增长量与全球比较

支柱车型补贴归零 北汽新能源业绩承压巨大

补贴新政的实施对北汽新能源来说是个不小的考验,而新政也进一步凸显了北汽新能源产品结构偏低端的隐患。随...

发表于 2018-03-12 11:11 239次阅读
支柱车型补贴归零 北汽新能源业绩承压巨大

TI推出业内最小、最快的GaN驱动器,扩展其Ga...

德州仪器(TI)(NASDAQ: TXN) 近日宣布推出两款新型高速氮化镓(GaN)场效应晶体管(F...

发表于 2018-03-12 10:44 1969次阅读
TI推出业内最小、最快的GaN驱动器,扩展其Ga...

中国也要禁止销售加汽油、柴油的汽车了新能源汽车将...

一刚刚,央视传来大消息!工信部部长苗圩在接受央视记者时,向世界重磅宣布:中国正在研究制定取消燃油车的...

发表于 2018-03-12 10:22 816次阅读
中国也要禁止销售加汽油、柴油的汽车了新能源汽车将...

动力电池发展现状与趋势

随着我国新能源汽车销量的不断攀升,以及电池技术的不断更新。作为新能源汽车的心脏——动力电池,也由于原...

发表于 2018-03-11 09:31 923次阅读
动力电池发展现状与趋势

电动汽车动力电池材料回收与再利用关键技术

新能源汽车的核心部件是动力电池,中国物资再生协会常务副会长、资源强制回收产业技术创新战略联盟理事长刘...

发表于 2018-03-11 09:24 950次阅读
电动汽车动力电池材料回收与再利用关键技术

2018年电动汽车深度报告,新能源汽车产销不及预...

国内负极材料市场规模从2013 年的24.10 亿元增长至2016 年的64.57 亿元,复合增长率...

发表于 2018-03-11 09:17 1028次阅读
2018年电动汽车深度报告,新能源汽车产销不及预...

产能突破900亿件 Nexperia新工厂投产引...

3月6日,安世半导体宣布其设在广东东莞的新分立器件封装和测试工厂正式投产。“安世半导体聚焦汽车电子和...

发表于 2018-03-09 16:53 1703次阅读
产能突破900亿件 Nexperia新工厂投产引...

半导体产业盛会_出席参展今年度SEMICON C...

SEMICON China规模持续扩大,已是近6年全球最大、影响力最广的半导体产业盛会,汇集全球半导...

发表于 2018-03-09 14:48 739次阅读
半导体产业盛会_出席参展今年度SEMICON C...

丰田新能源汽车销量_丰田新能源汽车市场分析

在油电混合动力车方面,丰田将在丰田混动系统(THSⅡ)高性能化升级的同时,开发强动力型、简易型等多种...

发表于 2018-03-09 10:14 947次阅读
丰田新能源汽车销量_丰田新能源汽车市场分析

丰田新能源汽车战略分析

在这份战略中,丰田将目标集中于自己优势的混合动力动力汽车和燃料电池汽车上,这是丰田经过无数试验和战略...

发表于 2018-03-09 09:45 454次阅读
丰田新能源汽车战略分析

丰田新能源汽车价格表,仅售10万的丰田新能源车

新能源汽车市场已经初步布局混动能源市场,而在不久之后续航里程超过500KM的纯电动车型也将陆续面世。...

发表于 2018-03-09 09:37 1837次阅读
丰田新能源汽车价格表,仅售10万的丰田新能源车

丰田有新能源汽车吗_丰田新能源汽车有哪些

2020至2030年间,普遍被视为是全球汽车产业迈入电气化时代的重要时机点,而丰田Toyota选择在...

发表于 2018-03-09 09:20 981次阅读
丰田有新能源汽车吗_丰田新能源汽车有哪些

电机驱动应用中旋变接口分立方案拓扑

在电机驱动应用中,通常需要位置、转速反馈环,如图1所示。该环节对系统性能的优劣起到关键性作用。现如今...

发表于 2018-03-09 09:12 1940次阅读
电机驱动应用中旋变接口分立方案拓扑

新能源汽车战略加速 两会代表共话充电桩

作为新能源汽车发展的动能来源,充电设施建设必须适度超前,优先于汽车发展。国家和产业上层已经意识到这一...

发表于 2018-03-08 15:50 1064次阅读
新能源汽车战略加速 两会代表共话充电桩

英飞凌射频(RF)功率业务,以约3亿4500万欧...

英飞凌首席执行官Reinhard Ploss说:“Cree是我们射频业务的新东家,在业内有良好的声誉...

发表于 2018-03-07 13:46 1636次阅读
英飞凌射频(RF)功率业务,以约3亿4500万欧...

两会着重关注新能源公交领域 锂电池快充试点加快推...

合肥新能源电动公交起步较早,早在2010年1月23日合肥公交集团就开通了18路公交线,该线由30辆纯...

发表于 2018-03-07 13:28 228次阅读
两会着重关注新能源公交领域 锂电池快充试点加快推...

侃聊2018春晚上的无人汽车

如果说十年前的发展新能源汽车是中国政府采取的市场跟随者战略的话,近期发布的智能汽车发展战略则是市场领...

发表于 2018-03-07 10:19 285次阅读
侃聊2018春晚上的无人汽车

中国新能源汽车地方保护何时休

“在货币化支持政策逐步退出的情况下,使用通行便利等后续接替的政策需要提前研究,抓紧布局。不同形式的地...

发表于 2018-03-07 09:56 555次阅读
中国新能源汽车地方保护何时休

全面解读11家新能源造车新势力车企

中国消费市场有个有意思的现象,无论各个领域都会在特定时期迎来自己的浪潮,不止一次,也不止一年,这种浪...

发表于 2018-03-06 09:59 843次阅读
全面解读11家新能源造车新势力车企

纳微GaNFast推动世界上最薄的旅行适配器

纳微(Navitas)宣布GaNFast™功率IC应用在前所未有的14mm超薄外形通用型45W电源适...

发表于 2018-03-06 09:36 923次阅读
纳微GaNFast推动世界上最薄的旅行适配器

2017年中国碳化硅市场发展现状及趋势行业分析

发表于 2017-11-23 17:17 128次阅读
2017年中国碳化硅市场发展现状及趋势行业分析

江苏兴云新能源有限公司诚招加盟商

发表于 2017-09-04 16:11 225次阅读
江苏兴云新能源有限公司诚招加盟商

2017汽车质量安全高峰论坛邀请

发表于 2017-09-04 16:04 5894次阅读
2017汽车质量安全高峰论坛邀请

【芜湖】诚聘开发试验工程师

发表于 2017-07-22 14:14 784次阅读
【芜湖】诚聘开发试验工程师

【芜湖】诚聘软件开发工程师(奇瑞新能源电机及控制器)

发表于 2017-07-22 14:10 746次阅读
【芜湖】诚聘软件开发工程师(奇瑞新能源电机及控制器)

新能源汽车有用到哪些进口连接器?

发表于 2017-07-15 10:22 1040次阅读
新能源汽车有用到哪些进口连接器?

报名 | 宽禁带半导体(SiC、GaN)电力电子技术应用交流会

发表于 2017-07-11 14:06 1197次阅读
报名 | 宽禁带半导体(SiC、GaN)电力电子技术应用交流会

报名 | 宽禁带半导体(SiC、GaN)电力电子技术应用交流会

发表于 2017-07-11 14:06 1197次阅读
报名 | 宽禁带半导体(SiC、GaN)电力电子技术应用交流会

中国发展的突破口就是智能网联汽车终端

发表于 2017-06-08 15:24 648次阅读
中国发展的突破口就是智能网联汽车终端

国际品牌厂商9月齐聚深圳共商绿色线束智能制造加工技术

发表于 2017-05-24 08:44 368次阅读
国际品牌厂商9月齐聚深圳共商绿色线束智能制造加工技术