电力电子朝向氮化镓(GaN)碳化硅(SiC)等所谓的宽能隙(WBG)材料组件迈出步伐，虽然硅材料仍为市场主流，GaN与SiC组件很快就会催生新一代更具效益的技术解决方案。总部位于法国的市场研究机构Yole Développement估计，到2025年SiC组件市场营收将占据整体电力电子市场的10%以上，同时间GaN组件的营收比例则会超过2%。Sq1ednc

SiC组件的知名供货商包括意法半导体(ST)、Cree/Wolfspeed、罗姆(Rohm)、英飞凌(Infineon)、安森美(OnSemi)以及三菱(Mitsubishi Electric)；而GaN组件的主要供货商，Yole表示包括PI (Power Integrations)与英飞凌，还有新创公司Navitas Semiconductor、Efficient Power Conversion (EPC)、GaN Systems与Transphorm。Sq1ednc

众多业者透过成本优化发展出恰当的SiC基板供货商业模式；在2018至2019年间，包括意法、英飞凌与安森美等公司，与SiC基板领导业者如Cree、SiCrystal签署了多年期基板供应协议。在GaN组件领域，因应大量市场需求的一个主要趋势，是与像是台湾的台积电(TSMC)、汉磊科技(Episil Technologies)或X-Fab等晶圆代工业者合作。Sq1ednc

持续成长的功率半导体组件需求正推动WBG组件市场的成长，各家业者持续投资SiC与GaN材料与晶圆片的开发与量产。而WBG市场将往什么方向发展？谁在其中扮演要角？这些业者又如何克服数十年来WBG组件面临之高成本、低产量以及有限的供应链等挑战？Sq1ednc

为此《EE Times》访问了Yole Développement的技术与市场分析师Ezgi Dogmus (博士)，请她与我们分享更多SiC与GaN市场的现况，以及那些产业领域应用前景最被看好。Sq1ednc

EE Times：Yole如何评估不同GaN组件之间的竞争？特别是在车用市场。Sq1ednc

Dogmus：有不同种类的GaN组件以及各式各样的技术解决方案，看应用在哪些领域还有功率大小。在车用市场，我们看到不同厂商在低电压(<100V)与高电压(>650V) GaN技术上的开发与进展；低电压GaN组件锁定48~12V的轻度混合动力车辆DC/DC电源转换，650V的GaN组件则着重于电动车车载充电装置。Sq1ednc

EE Times：目前GaN与SiC组件最成功的市场领域何在？在什么产业上的应用最多？Sq1ednc

Dogmus：根据我们的了解，SiC功率组件的主要市场是电动/混合动力车市场应用，我们也预期这会是推动SiC市场成长的主要力量。GaN组件近来进军了高阶智能型手机的高功率快速充电应用领域，这个大规模消费性市场预期接下来五年会成为GaN功率组件的成长主力。Sq1ednc

EE Times：SiC/GaN的前景如何？你认为让其技术与业务版图进一步扩张之最大机会何在？Sq1ednc

Dogmus：在业务发展方面可以参考我前面的回答。至于在技术方面，SiC功率组件产业聚焦于改善更大尺寸SiC晶圆片的质量以及功率模块的开发；GaN组件的主流趋势则是整合──包括系统级封装(SiP)或是系统级芯片(SoC)解决方案。Sq1ednc

EE Times：你认为目前全SiC/GaN模块的发展态势如何？Sq1ednc

Dogmus：有不少全SiC模块的开发活动，特别是封装材料，例如裸晶接合(die attach)以及基板互连；各家业者持续投资全SiC模块的开发，以实现更高可靠性与更高功率的模块。而目前已经有嵌入式裸晶GaN组件的开发，新一代车用GaN模块也预期将会在接下来几年问世。Sq1ednc

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SiC、GaN与Si功率组件市占率比较(单位：百万美元)(图片来源：Yole)Sq1ednc

EE Times：为何现在WBG半导体组件如此受到瞩目？Sq1ednc

Dogmus：我们的理解是，SiC与GaN等WBG组件已经达到了显著的里程碑，各自赢得了设计订单也开始被应用在一些新兴市场，像是汽车、智能型手机快充等消费性领域。几乎所有硅功率组件领导供货商都将触角伸向SiC或GaN市场，而选择WBG的业者是受到这类组件与系统的更高性能、更高效率、更小尺寸外观以及更低的系统成本所驱使。Sq1ednc

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SiC功率组件市场动能。(图片来源：Yole)Sq1ednc

EE Times：目前WBG组件市场的投资主要在那些方面？规模多大？Sq1ednc

Dogmus：蓬勃发展中的SiC功率组件市场最近重点是基板。如ST在2019年以1.375亿美元收购了SiC供货商Norstel；同时间Cree也宣布在SiC基板──包括半绝缘(S.I)与单晶(S.C.)种类的晶圆片──制造上投资10亿美元，以及将以8吋晶圆设备生产通过车归认证的SiC产品。近期韩国业者SK Siltron则以4.5亿美元完成收购DuPont的SiC业务部门…还有很多相关案例。SiC晶圆产业也有不少新闻，许多SiC组件业者都对于确保晶源供应非常有兴趣。Sq1ednc

在GaN功率组件方面，该技术最近开始进军新兴应用市场，因此接下来几年预期会有更多相关投资。举例来说，ST在2020年第一季收购了法国GaN新创公司Exagan的大多数股份，以利用该公司在GaN系统级封装解决方案上的专业知识与经验，锁定快充应用。Sq1ednc

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GaN产业格局变化与大量应用市场商机。(图片来源：Yole)Sq1ednc

EE Times：还有哪些组件会采用GaN与SiC？Sq1ednc

Dogmus：传统上，二极管是SiC市场主流；着眼未来，我们预期会有更多车规SiC MOSFET与全SiC模块问世。而GaN产品种类在过去十年越来越多样化，市面上有离散式GaN HEMT、以系统级封装整合驱动器与HEMT的方案，以及应用于消费性与工业市场的单体整合式GaN解决方案。业者正在开发创新组件与系统级设计，以利用GaN带来的庞大附加价值。Sq1ednc

 (原文发表于ASPENCORE旗下EDN姐妹媒体EETimes，参考链接 ：Where Is the Wide-Bandgap Market Going?，编译：Judith Cheng）Sq1ednc