湖北30选5:轉載《《功率GaN:外延、器件、應用及技術趨勢-2018版》》

2018-12-20

湖北30选5 www.zixax.com Power GaN 2018 - Epitaxy, Devices, Applications and Technology Trends


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激光雷達、無線充電和快充解決方案的迅猛發展正成為GaN(氮化鎵)市場的主要驅動力。

GaN功率器件市場發展的兩部 “劇本”,哪部會成為真正的“票房冠軍”?

據麥姆斯咨詢介紹,從理論角度來看,GaN與傳統的硅基MOSFET相比具有驚人的技術優勢。盡管與32.8億美元的硅基功率半導體市場相比,目前功率GaN市場仍然很小,但GaN器件有信心滲透到不同應用中:例如,激光雷達(LiDAR)則是充分利用功率GaN家族中高頻開關的高端解決方案。LiDAR和其他各種應用市場增長的累積正是GaN市場穩步增長的第一部“劇本”(基本案例場景)。

然而,這并不是唯一的可能。是否有其他可能引發功率GaN市場爆炸的殺手級應用呢?

事實上,一些廠商已證實蘋果公司對基于GaN技術的無線充電解決方案感興趣。毋庸置疑,蘋果或其他智能手機巨頭透露出看好GaN潛在應用的態度將徹底改變市場動向,并最終為功率GaN器件行業帶來生機。我們設想,如果蘋果等公司一旦采用功率GaN器件,眾多公司必將追隨。但事實是功率GaN最大的市場仍然來自電源應用,如手機快速充電。今年Navitas和Exagan已推出一款集成了GaN解決方案的45 W快速充電電源適配器。

在電動汽車(EV)市場中,哪些主要逆變器正在由SiC取代硅基IGBT?其中GaN扮演什么角色?許多廠商,如EPC(宜普電源轉換公司)和Transphorm已經通過了車規認證,正為功率GaN未來的爆發蓄勢。此外,BMW i Ventures(寶馬風險投資公司)對GaN Systems公司的投資清楚地表明了汽車行業對GaN解決方案用于電動汽車及混合動力汽車(EV/HEV)的濃厚興趣。

眾觀全局,Yole認為第二種“劇本”(下圖中用公牛圖案標注)引起的增長將更為積極,到2023年其市場規模將達到4.3億美元,復合年增長率(CAGR)高達87%。


功率GaN應用:市場演進有兩種可能的場景

該報告體現了Yole對GaN在不同細分市場實現的理解,并給出了兩種可能的“劇本”。報告還對功率GaN分立器件和IC器件市場進行了全面的預測,以及對市場當前動態和未來演變的理解。

功率GaN供應鏈:初創企業與行業巨頭同場競技

自從首款商用GaN器件面世以來,已經過去了八年。功率器件行業的人們對積極推廣GaN技術的初創企業名稱也越來越熟悉。GaN初創公司的名單越來越長,已不足為奇:EPC(宜普電源轉換公司)、GaN System、Transphorm、Navitas等等都是其中的新秀。這些初創企業大多選擇代工廠制造模式,主要使用臺積電(TSMC)、Episil或X-FAB作為首選伙伴。同時,隨著GaN市場的興起,其他代工廠可能也會提供這種服務。如前一節所討論,如果市場突然爆發,代工模式為無晶圓廠(fabless)或輕晶圓廠(fab-lite)初創企業提供了迅速發展的可能性。

令人著迷的是,隨著這些GaN初創公司的出現,有著截然不同特征的公司與行業巨頭如英飛凌(Infineon)、安森美(On Semi)、意法半導體(STMicroelectronics)、松下(Panasonic)和德州儀器(Texas Instruments)在同一競技場展開競爭。2018年發生的幾件事情值得我們注意:

- 英飛凌宣布將于2018年底開始批量生產CoolGaN 400V和600V增強型HEMT。

- 意法半導體和CEA Leti宣布利用Leti的200mm研發線合作開發用于二極管和晶體管的硅上氮化鎵(GaN-on-Si)技術,有望在2019年完成工程樣品驗證。同時,意法半導體計劃在2020年前在法國圖爾市的前道晶圓廠建立一條完全滿足要求的生產線,包括GaN-on-Si異質外延生產線。

這些IDM廠商將利用其垂直整合方式為市場帶來具有成本競爭力的產品。

這份報告提供了功率GaN行業全局介紹,涵蓋了從外延、器件設計到器件工藝的產業鏈。此外,還講解了Yole對市場當前動態和未來發展的理解。


2018年功率GaN產業鏈全景

GaN是具有成本效益的解決方案嗎?

在最終的電子產品中集成GaN解決方案是非常吸引人的想法:如果設計得當,將提高系統效率,系統可以在更高的頻率下工作,從而減小無源元件尺寸。這對于終端用戶來說優勢顯著……但這是真的嗎?

市場在引入新技術時,成本是需要考慮的關鍵因素之一,但目前成本不是GaN的優勢。GaN器件的主要競爭者是硅基MOSFET,后者已經上市多年,提供非常具有競爭力的成本,并且平均效率高、質量優良、可靠性極高。目前,只有EPC一家公司聲稱其低壓晶圓級封裝產品與硅基MOSFET價格相當。然而,當提高標準封裝和電壓要求時,GaN產品將比硅基產品成本更高,這成為GaN器件廣泛應用的主要障礙。

許多供應商已經開始采用集成系統以獲得系統級成本競爭力。不管是耗盡型解決方案,還是增強型集成解決方案,對于終端用戶來說這都是一種易于使用的產品。我們還發現系統級封裝解決方案包括德州儀器和Exagan的硅基產品、以Navitas為例的將驅動器、ESD?;ず推淥δ薌傻牡テ山餼齜槳?。

該報告從成本角度討論未來幾年的器件技術和前景,不僅包括硅基和GaN產品,還包括無源和集成解決方案。


功率GaN行業-集成技術路線圖

報告中涉及的部分公司:Aixtron, Allos, Alpha&Omega, Amec, Amkor, Apple, ASE, AT&S, BMW, Coorstek, Delta electronics, Dialog Semiconductors, Dowa, Efficient Power Conversion, Egtronics, EpiGaN, Episil, Epistar, Evatran, Exagan, Fairchild, Finsix, Ford, Fuji Electric, GaN Systems, GaN Power, Imec, Infineon, IQE, LG electronics, Jedec, Kyma, Navitas Semiconductors, Neditek, Nexgen, Nordic Power Converters, NXP, On Semiconductor, Panasonic, Philos, Powerex, Power Integrations, Qualcomm, Samsung, Sanken, SAS, Sharp, Siltronic, STMicroelectronics, Sumco, Sumitomo SEI, Tagore Technology, Toshiba, Toyota, Tesla, Texas Instruments, TSMC, Transphorm, Veeco, Velodyne, VisIC Technologies, Xfab, Yaskawa…

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