O estado atual da tecnologia e do mercado de SiC e a tendência de desenvolvimento nos próximos anos
O mercado de dispositivos de SiC é promissor. As vendas de diodos de barreira Schottky amadureceram e os embarques de MOSFET deverão aumentar significativamente nos próximos três anos. De acordo com os analistas da Yole Développement, o SiC é muito maduro em termos de diodos, e o GaN não tem nenhum desafio para os MOSFETs SiC com tensões de 1,2kV e superiores. O GaN pode competir com MOSFETs SiC na faixa de 650V, mas o SiC é mais maduro. Espera-se que as vendas de SiC cresçam rapidamente, e o SiC ganhe participação de mercado no mercado de dispositivos de energia de silício, e estima-se que a taxa de crescimento composto chegue a 28% nos próximos anos.
A IHS Markit acredita que a indústria de SiC continuará a crescer fortemente, impulsionada pelo crescimento em aplicações como veículos híbridos e elétricos, eletrônica de potência e inversores fotovoltaicos. Os dispositivos de energia de SiC incluem principalmente diodos e transistores de potência (transistores, transistores chaveadores). Os dispositivos de potência de SiC dobram a potência, a temperatura, a frequência, a imunidade à radiação, a eficiência e a confiabilidade dos sistemas eletrônicos de potência, resultando em reduções significativas no tamanho, peso e custo. A penetração do mercado de SiC também está crescendo, especialmente na China, onde diodos Schottky, MOSFETs, transistores de efeito de campo de junção (JFETs) e outros dispositivos discretos de SiC têm aparecido em conversores automotivos produzidos em massa DC-DC, carregadores de baterias automotivas.
Em algumas aplicações, os dispositivos GaN ou os circuitos integrados do sistema GaN podem se tornar concorrentes para dispositivos SiC. O primeiro transistor de GaN a atender a especificação automotiva AEC-Q101 foi lançado pela Transphorm em 2017. Além disso, dispositivos de GaN fabricados em Bolacha epitaxial GaN-on-Si têm um custo relativamente baixo e são mais fáceis de fabricar do que qualquer produto Bolachas SiC . Por estas razões, os transistores de GaN podem ser a primeira escolha para inversores no final dos anos 2020, e são superiores aos MOSFETs de SiC mais caros. Transistores de GaN do pacote de circuitos integrados do sistema GaN junto com ICs de driver de porta de silício ou ICs de GaN completos monolíticos. Uma vez que seu desempenho seja otimizado para telefones celulares, carregadores de notebook e outros aplicativos de alto volume, é provável que esteja amplamente disponível em uma escala mais ampla. O desenvolvimento atual dos diodos comerciais de energia GaN não começou realmente porque eles não fornecem benefícios significativos em relação aos dispositivos Si e são muito caros para serem viáveis. Os diodos Siott Schottky têm sido bem utilizados para esses propósitos e possuem um bom roteiro de preços.
No campo de fabricação nesta linha, poucos jogadores oferecem estes dois materiais, mas Xiamen Powerway Material Avançado Co., Ltd (PAM-XIAMEN) envolver em GaN e materiais de SiC juntos, sua linha de produção inclui substrato de SiC e epitaxia, GaN substrato, GaN HEMT epi wafer em silício / SiC / Sapphire e material à base de GaN com MQW para emissão azul ou verde.
IHS Markit espera: Em 2020, o mercado combinado de semicondutores de potência de SiC e GaN ficará próximo de US $ 1 bilhão, impulsionado pela demanda por veículos híbridos e elétricos, eletrônica de potência e inversores fotovoltaicos. Entre eles, a aplicação de semicondutores de potência de SiC e GaN nos principais inversores de veículos híbridos e elétricos levará a uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de mais de 35% após 2017 e 10 bilhões de dólares em 2027. Até 2020 , Os transistores GaN-on-Si terão preço no mesmo nível dos MOSFETs e IGBTs Si, oferecendo o mesmo desempenho superior. Uma vez atingido esse benchmark, o mercado de energia de GaN deverá atingir US $ 600 milhões em 2024 e subir para mais de US $ 1,7 bilhão em 2027.
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