Lo stato attuale della tecnologia e del mercato SiC e la tendenza allo sviluppo nei prossimi anni
Il mercato dei dispositivi SiC è promettente. Le vendite dei diodi a barriera Schottky sono maturate e le spedizioni MOSFET dovrebbero aumentare significativamente nei prossimi tre anni. Secondo gli analisti di Yole Développement, SiC è molto maturo in termini di diodi, e GaN non ha alcuna sfida per i MOSFET SiC con tensioni di 1,2 kV e superiori. GaN può competere con i MOSFET SiC nell'intervallo 650 V, ma il SiC è più maturo. Si prevede che le vendite di SiC cresceranno rapidamente e SiC acquisirà quote di mercato dal mercato dei dispositivi di alimentazione al silicio e si stima che il tasso di crescita composto raggiungerà il 28% nei prossimi anni.
IHS Markit ritiene che il settore del SiC continuerà a crescere fortemente, spinto dalla crescita di applicazioni quali veicoli ibridi ed elettrici, elettronica di potenza e inverter fotovoltaici. I dispositivi di alimentazione SiC includono principalmente diodi di potenza e transistor (transistor, transistor di commutazione). I dispositivi di alimentazione SiC raddoppiano la potenza, la temperatura, la frequenza, l'immunità alle radiazioni, l'efficienza e l'affidabilità dei sistemi elettronici di potenza, determinando riduzioni significative in termini di dimensioni, peso e costi. Cresce anche la penetrazione del mercato SiC, in particolare in Cina, dove i diodi Schottky, i MOSFET, i transistori ad effetto di campo a gate di giunzione (JFET) e altri dispositivi discreti SiC sono comparsi in convertitori DC-DC automobilistici di serie, caricabatterie per automobili.
In alcune applicazioni, i dispositivi GaN oi circuiti integrati del sistema GaN possono diventare concorrenti per i dispositivi SiC. Il primo transistor GaN conforme alle specifiche automobilistiche AEC-Q101 è stato rilasciato da Transphorm nel 2017. Inoltre, i dispositivi GaN sono stati fabbricati Wafer epitassiale GaN-on-Si hanno un costo relativamente basso e sono più facili da fabbricare rispetto a qualsiasi prodotto Wafer SiC . Per questi motivi, i transistor GaN possono essere la prima scelta per gli inverter alla fine del 2020 e sono superiori ai MOSFET SiC più costosi. I circuiti integrati del sistema GaN implementano transistor GaN insieme a circuiti integrati di driver gate di silicio o circuiti integrati monolitici completi GaN. Una volta ottimizzate le prestazioni per telefoni cellulari, caricatori per notebook e altre applicazioni ad alto volume, è probabile che sia ampiamente disponibile su una scala più ampia. L'attuale sviluppo di diodi di potenza GaN commerciali non è realmente iniziato perché non forniscono vantaggi significativi rispetto ai dispositivi Si e sono troppo costosi per essere fattibili. I diodi Schottky SiC sono stati ben utilizzati per questi scopi e hanno una buona tabella di marcia dei prezzi.
Nel settore manifatturiero di questa linea, pochi giocatori offrono entrambi questi due materiali, ma Xiamen Powerway Advanced Material Co., Ltd (PAM-XIAMEN) si impegna in materiali GaN e SiC insieme, la sua linea di produzione comprende substrato SiC ed epitassia, substrato GaN, GaN HEMT epi wafer su silicio / SiC / Zaffiro e materiale basato su GaN con MQW per emissione blu o verde.
IHS Markit prevede: Entro il 2020, il mercato combinato dei semiconduttori di potenza SiC e GaN sarà vicino a $ 1 miliardo, trainato dalla domanda di veicoli ibridi ed elettrici, elettronica di potenza e inverter fotovoltaici. Tra questi, l'applicazione di semiconduttori di potenza SiC e GaN nei principali inverter di propulsori ibridi ed elettrici porterà ad un tasso di crescita annuale composto (CAGR) superiore al 35% dopo il 2017 e 10 miliardi di dollari USA nel 2027. Entro il 2020 I transistor GaN-on-Si avranno un prezzo allo stesso livello dei MOSFET e degli IGBT Si, offrendo le stesse prestazioni superiori. Una volta raggiunto questo benchmark, il mercato energetico GaN dovrebbe raggiungere $ 600 milioni nel 2024 e salire a più di $ 1,7 miliardi nel 2027.
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