在經(jīng)過(guò)多年的疑慮和猶豫之后，SiC器件終于迎來(lái)了春天。
Yole Développement公司預(yù)測(cè)，到2020年SiC的市場(chǎng)容量將會(huì)增長(zhǎng)三倍。
隨著Cree公司向市場(chǎng)提供了900V電壓的SiC MOSFET晶體管，GE公司發(fā)布汽車(chē)級(jí)應(yīng)用的SiC MOSFET和SiC二極管也贏得了很多的市場(chǎng)，行業(yè)專家們都紛紛預(yù)測(cè)這種寬禁帶半導(dǎo)體將迎來(lái)它的黃金時(shí)代。
最近，法國(guó)Yole Développement公司的Pierric Gueguen及其同事就SiC市場(chǎng)發(fā)表了調(diào)查報(bào)告，報(bào)告描述了SiC的開(kāi)發(fā)是如何在經(jīng)過(guò)多年的停滯之后，已經(jīng)具有了比現(xiàn)有半導(dǎo)體技術(shù)更高的附加值。
Yole公司的分析員告訴Compound Semiconductor雜志：“SiC二極管在過(guò)去的一年中取得了極大的發(fā)展，包括了在器件的可靠性方面，而且在我們現(xiàn)有的應(yīng)用中SiC二極管的成本已經(jīng)不再是個(gè)問(wèn)題”。
他補(bǔ)充道：“在這個(gè)市場(chǎng)中有足夠多的二極管器件供應(yīng)商，而且其器件也很容易實(shí)現(xiàn)集成”，“SiC二極管幾乎占據(jù)了整個(gè)SiC器件市場(chǎng)份額的80%，我們相信這個(gè)數(shù)值未來(lái)還會(huì)持續(xù)地增長(zhǎng)”。
實(shí)際上，據(jù)Yole公司的預(yù)測(cè)，到2020年，包括二極管和晶體管在內(nèi)的整個(gè)SiC市場(chǎng)容量將能夠達(dá)到現(xiàn)在的三倍，總額將會(huì)達(dá)到4.36億美元。目前，SiC二極管已經(jīng)覆蓋了中等電壓的市場(chǎng)，包括了光伏逆變器，電動(dòng)機(jī)控制器，電動(dòng)或者混合電動(dòng)汽車(chē)以及不間斷電源（UPS）等領(lǐng)域。
盡管SiC二極管在2020年之前都會(huì)被視作為SiC器件的主流首選，但電動(dòng)和混合電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域?qū)?huì)成為SiC二極管和晶體管最有希望的市場(chǎng)。
全球很多汽車(chē)公司都在竭盡全力進(jìn)行寬禁帶半導(dǎo)體材料研究，使得Gueguen把SiC二極管僅僅看作是SiC商業(yè)機(jī)遇的一個(gè)觸發(fā)器而已。
事實(shí)上，制造商們?cè)缇鸵呀?jīng)將SiC二極管集成到具有功率因數(shù)校正器拓?fù)涔δ艿碾妱?dòng)汽車(chē)充電器中，并且此項(xiàng)工作還會(huì)持續(xù)進(jìn)行下去。
與此同時(shí)，未來(lái)的器件發(fā)展將會(huì)使我們很快地就能看到SiC二極管和SiC晶體管同時(shí)應(yīng)用于SiC轉(zhuǎn)換器，例如列車(chē)中的電功率逆變器中。
Gueguen說(shuō)道：“我們的SiC二極管能夠適應(yīng)汽車(chē)中的應(yīng)用，如豐田汽車(chē)等公司正在努力地推動(dòng)SiC晶體管集成技術(shù)的發(fā)展，以在功率轉(zhuǎn)換器層面上來(lái)將SiC的潛能發(fā)揮到極致”。
晶體管
在SiC市場(chǎng)中，長(zhǎng)期以來(lái)，Infineon和Cree兩家公司一直是處于業(yè)界領(lǐng)先的企業(yè)。
沒(méi)有任何的猶豫，日本的豐田公司已經(jīng)把SiC器件的應(yīng)用提上了日程。2015年初，該公司認(rèn)為混合電動(dòng)車(chē)上有20%的能量都是損耗在功率半導(dǎo)體器件上，由此這家重量級(jí)的汽車(chē)公司在其Camry混合原型車(chē)和燃料電池巴士上已開(kāi)始使用SiC二極管和晶體管。
豐田公司已經(jīng)確認(rèn)這么做將會(huì)使燃油效率提高5%，并且正如Gueguen所強(qiáng)調(diào)的那樣：“這個(gè)試驗(yàn)非常成功。在獲得實(shí)際應(yīng)用之前，豐田公司一直希望能將SiC器件集成整合到汽車(chē)上，現(xiàn)在他們正在解決SiC晶體管在汽車(chē)中的集成問(wèn)題”。
事實(shí)上，豐田和大多數(shù)其它大型汽車(chē)公司已經(jīng)完成了對(duì)這種SiC器件系統(tǒng)的質(zhì)量認(rèn)證，并且確保供應(yīng)商能夠批量提供這種器件，使得SiC逆變器有望在2020年左右實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)。
器件的領(lǐng)導(dǎo)者
但是目前誰(shuí)是主要的SiC供應(yīng)商呢？根據(jù)Yole地說(shuō)法，目前行業(yè)的龍頭，Infineon和Cree兩家公司研發(fā)出新的RF功率系統(tǒng)Wolfspeed，已經(jīng)占據(jù)了整個(gè)SiC市場(chǎng)份額68%。
不僅如此，Cree公司最近還收獲了功率組件和電子應(yīng)用上先驅(qū)新產(chǎn)品—APEI的訂單，這款產(chǎn)品有可能對(duì)SiC市場(chǎng)造成很大的沖擊。目前這兩家公司都把目光放在如何實(shí)現(xiàn)將SiC器件集成到功率組件和轉(zhuǎn)換器上的工業(yè)化應(yīng)用問(wèn)題，同時(shí)也能為這些SiC器件系統(tǒng)提供經(jīng)特別設(shè)計(jì)的封裝。
Gueguen強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“Cree公司說(shuō)過(guò)，如果對(duì)這種最先進(jìn)的功率器件還是采用已具三十年歷史的老舊封裝技術(shù)，將無(wú)法發(fā)揮出SiC器件的全部潛能”，“但是現(xiàn)在，公司可以提供一個(gè)完整的系統(tǒng)解決方案，而不僅僅只是功率器件的本身”。
他補(bǔ)充說(shuō)：“Infineon公司已經(jīng)具備了開(kāi)發(fā)用于SiC器件功率組件所需的技術(shù)基礎(chǔ)，而Cree公司正在發(fā)展它的SiC功率業(yè)務(wù)的供應(yīng)鏈，如同它們之前在發(fā)展LED業(yè)務(wù)時(shí)所做的那樣”。
盡管這兩家大公司都打算加速其在SiC應(yīng)用上的進(jìn)程，但是它們并不企圖在未來(lái)繼續(xù)統(tǒng)治這個(gè)領(lǐng)域的市場(chǎng)。如同Gueguen所預(yù)測(cè)的那樣：“Infineon和Cree公司從一開(kāi)始進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng)時(shí)就占據(jù)了大量的市場(chǎng)份額，但是Rohm、ST Microelctronics等公司也正在對(duì)這個(gè)市場(chǎng)虎視眈眈”。