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市场需求逐渐起量 氮化镓功率电子器件市场商机无限

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-10-11  来源:中国半导体照明网  作者:JACK  浏览次数:234
   氮化镓是一种宽能隙材料,它能够提供与碳化硅(SiC)相似的性能优势,但降低成本的可能性却更大。业界认为,在未来数年间,氮化镓功率器件的成本可望压低到和硅MOSFET、IGBT及整流器同等价格。
 
  氮化镓电力电子器件具有更高的工作电压、更高的开关频率、更低的导通电阻等优势,并可与成本极低、技术成熟度极高的硅基半导体集成电路工艺相兼容,在新一代高效率、小尺寸的电力转换与管理系统、电动机车、工业电机等领域具有巨大的发展潜力。
 
  由于对高速、高温和大功率半导体器件需求的不断增长,使得半导体业重新考虑半导体所用设计和材料。随着多种更快、更小计算器件的不断涌现,硅材料已难以维持摩尔定律。由于氮化镓材料所具有的独特优势,如噪声系数优良、最大电流高、击穿电压高、振荡频率高等,为多种应用提供了独特的选择,如军事、宇航和国防、汽车领域,以及工业、太阳能、发电和风力等高功率领域。
 
  由于氮化镓光电半导体在军事、宇航、国防和消费电子的使用,使得光电半导体成为全球氮化镓半导体器件市场的主要产品类型,并占据绝对优势地位。其中功率半导体器件将随着工业应用对大功率器件需求的增长成为未来增长速度最快的器件。
GaN的功率器件
  对于GaN的功率器件发展而言,市场需求牵引力至关重要。从(2020年将支配市场的)电源和PFC(功率因数校正)领域,到UPS(不间断电源)和马达驱动,很多应用领域都将从GaN-on-Si功率器件的特性中受益。
 
  市场调查公司Yole Developpement)认为,除了这些应用,2020年以后纯电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)也将开始采用这些新材料和新器件。市场规模方面,2020年GaN器件市场整体规模有可能达到约6亿美元。届时,一块6英寸晶圆可加工出大约58万个GaN。按照EV和HEV从2018年或2019年开始采用GaN的设想来看,GaN器件的数量将从2016年开始显著增加,一直到2020年都将以80%的年均增长率(CAGR)增长。
 
  再随着5G技术的逐渐成熟,带给射频前端(RF Front End)晶片市场商机,未来射频功率放大器(RF PA)需求将持续成长,其中传统金属氧化半导体(Laterally Diffused metal Oxide Semiconductor,LDMOS;LDMOS具备低成本和大功率性能优势)制程逐步被氮化镓(Gallium Nitride,GaN)取代,尤其在5G技术下需要支援更多元件、更高频率,另砷化镓(GaAs)则相对稳定成长。透过导入新的射频技术,RF PA将以新的制程技术实现,其中GaN的RF PA将成为输出功率3W以上的主流制程技术,LDMOS市占率则逐渐降低。
 
  因为5G技术涵盖毫米波频率和大规模MIMO(Multi-Input Multi-Output)天线运用,以实现5G无线整合及架构上的突破,未来如何大规模采用Massive-MIMO及毫米波(mmWave)回程系统将是发展关键。由于5G频率高,因此对于高功率、高性能、高密度的射频元件需求增加,其中氮化镓(GaN)符合其条件,即GaN市场更具有潜在商机。
 
  为进一步推动我国在氮化镓功率电子器件领域的技术进步和产业发展。2017年11月1日-3日,由第三代半导体产业技术创新战略联盟和中关村科技园区顺义园管理委员会主办的2017国际第三代半导体论坛(IFWS 2017)将于2017年11月1日-3日在北京首都机场希尔顿酒店召开。同期,由香港科技大学教授陈敬和中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所纳米测试中心研究员、苏州纳维科技有限公司董事长徐科领衔的“氮化镓功率电子器件”技术分会也备受业界关注。
 
  据了解,陈敬教授他所带领的团队目前的研究重点在于开发电力电子、无线电/微波及耐高温电子应用等方面的GaN器件技术。徐科老师头衔也很多,他是中科院苏州纳米所研究员、博士生导师、纳米测试中心主任,也是苏州纳维科技有限公司董事长。他长期围绕高质量氮化物半导体材料生长及相关生长装备和测试分析仪器的研究与研发。
 
  该分会特邀报告人美国伦斯勒理工大学教授周达成,加拿大多伦多大学电子与计算机工程学部教授Wai Tung NG,中国科学院固态照明研发中心研究员张连,中国科学院微电子研究所研究员黄森等国内外知名专家学者,聚焦主题涵盖大尺寸衬底上横向或纵向氮化镓器件外延结构与生长、氮化镓电力电子器件的新结构与新工艺开发、高效高速氮化镓功率模块设计与制造,氮化镓功率应用与可靠性等,将全面呈现国际氮化镓功率电子器件领域的应用与最新技术进展。

  距离论坛召开的时间越来越近,最新的论坛进展消息,敬请持续关注中国半导体照明网。
 
  会议网站:
  SSLCHINA详情链接:http://www.sslchina.org/
  IFWS详情链接:http://ifws.sslchina.org/
  参会报名请联系:
  张 女士
  010-82387380
  13681329411
  zhangww@china-led.net
  贾 先生
  010-82387430
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  jiaxl@china-led.net
  许 先生
  010-82387600 Ext 505
  13466648667
  xujh@china-led.net
 
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