在過去的幾十年中，全球SiC 和 GaN領域的特點是發(fā)展、行業(yè)接受度不斷提高以及有望實現(xiàn)數(shù)十億美元的收入。第一個商用 SiC 器件于 2001 年以德國英飛凌的肖特基二極管的形式出現(xiàn)。隨之而來的是快速發(fā)展，到 2026 年，這個行業(yè)部門現(xiàn)在有望達到超過 40 億美元的市場。

與此同時，GaN 于 2010 年首次讓行業(yè)權威人士驚嘆，當時美國 EPC 推出了其超快速開關晶體管。市場采用率尚未達到 SiC 的水平，但到 2026 年，功率 GaN 收入可能達到 10 億美元。

每種技術未來市場成功的秘訣在于電動和混合動力電動汽車 （EV/HEV）。事實上，對于 SiC，EV/HEV 市場目前確實是最佳市場——預計至少 60% 的總市場（收入超過 $2.5B 收入）將來自該領域。

特斯拉于 2017 年啟動了 SiC 功率器件市場，當時它成為第一家在其 Model 3 的內部主逆變器設計中添加來自意法半導體的 SiC MOSFET 的汽車制造商。足跡，包括現(xiàn)代、比亞迪、蔚來、通用汽車等。

例如，中國的吉利汽車最近宣布正在與日本羅姆公司合作為其電動汽車提供基于 SiC 的牽引逆變器，而中國對特斯拉的回應——蔚來汽車將在其車輛中實施基于 SiC 的電驅動系統(tǒng)。與此同時，OEM汽車制造商和半導體制造商比亞迪一直在為其全線電動汽車開發(fā)碳化硅模塊。

此外，就在去年，中國電動客車制造商宇通透露將在其客車的動力系統(tǒng)中使用中國 StarPower 制造的 SiC 功率模塊。這些模塊使用來自美國 Wolfspeed 的 SiC 器件。

在韓國，現(xiàn)代汽車已將英飛凌基于 SiC 的功率模塊用于其電動汽車的 800 V 電池平臺，而在日本，豐田則在其 Mirai 燃料電池電動汽車中使用 Denso 的 SiC 升壓功率模塊。在美國，通用汽車公司剛剛與 Wolfspeed 簽約，為其電動汽車電力電子設備供應碳化硅。

歐洲講述了一個不同的故事，汽車制造商接受 SiC 的速度較慢，但變化正在進行中。今年 6 月，雷諾和意法半導體聯(lián)手為電動汽車和混合動力汽車開發(fā) SiC 和 GaN 器件，預計戴姆勒、奧迪和大眾汽車將很快發(fā)布更多公告。

重要的是，對于 Wolfspeed、英飛凌、意法半導體、ROHM 和 Onsemi 等公司而言，汽車 OEM 也更愿意從多個來源購買晶圓和設備以確?？煽抗？紤]到中國和越來越多的其他國家正在向 SiC 供應鏈注入巨額資金，銷量只會繼續(xù)上升。

在此過程中，棘手的成本問題也正在得到解決。毫無疑問，在組件級別，硅 IGBT 比等效的 SiC 便宜得多，并且不會很快從電源應用中消失。但一級制造商和原始設備制造商表示，將高功率密度 SiC 實施到逆變器設計中，可以在系統(tǒng)級降低成本，這要歸功于可能因需要更少的組件而節(jié)省空間和重量。

但這對 GaN 有何影響？這種寬帶隙半導體尚未見證 SiC 在 EV/HEV 領域的成功，但由于其高頻操作和效率，原始設備制造商要么以濃厚的興趣關注該技術，要么正在進行開發(fā)計劃。

功率 SiC 器件市場預測

功率 GaN 器件市場預測

早些年

GaN 功率器件已經出現(xiàn)在小體積的高端光伏逆變器中，并且越來越多地用于包括智能手機在內的一系列移動設備的快速充電器。事實上，愛爾蘭的 Navitas、美國的 Power Integrations 以及中國的 Innoscience 都在為新興的快速充電器市場制造 GaN 功率 IC。

鑒于這一活動，預計 2021 年 GaN 功率器件收入將達到約 1 億美元。但隨著 GaN 器件供應商尋求進入其他市場以提高產量，預計到 2026 年這一數(shù)字將激增至 10 億美元。以及 EV/HEV市場是最先觀察的。

GaN 在電動汽車中的應用還處于早期階段。許多功率 GaN 廠商已經開發(fā)并自動認證了 650 V GaN 設備，用于車載充電器和 EV/HEV 中的 DC/DC 轉換，并且已經與汽車企業(yè)建立了無數(shù)的合作伙伴關系。

例如，加拿大的 GaN Systems 為美國電動汽車初創(chuàng)公司 Canoo 提供車載充電器設備，還與加拿大電動汽車電機驅動供應商 FTEX 合作，將 650V GaN 功率設備集成到電子系統(tǒng)滑板車。同時，美國Transphorm與汽車供應商Marelli合作，提供車載充電和DC/DC轉換設備。

STMicroelectronics 預計將向雷諾提供其尚未通過汽車認證的 EV 應用設備，而現(xiàn)在提供汽車認證的低壓 GaN 的 EPC 正在與總部位于法國的 Brightloop 合作開發(fā)價格合理的電源轉換器，用于關閉公路和商用車。去年，德州儀器 （TI） 還對其用于汽車應用的 650V GaN 器件進行了認證。

但是，隨著車載充電器和 DC/DC 細分市場的發(fā)展勢頭強勁，對于 GaN 而言，這個 10 億美元的問題實際上是該技術是否將其應用于 EV/HEV 動力系統(tǒng)的主逆變器，并獲得驚人的高產量和高收入那個 SiC 開始看到了？早期的行業(yè)發(fā)展表明這是可能的。

去年 2 月，荷蘭 Nexperia 與英國顧問 Ricardo 合作，開發(fā)基于 GaN 的電動汽車逆變器設計。以色列的 VisIC Technologies 公司迅速與德國汽車供應商 ZF 合作，為 400 V 傳動系統(tǒng)應用開發(fā) GaN 半導體。

然后，在今年 9 月，GaN Systems 與寶馬簽署了 1 億美元的協(xié)議，為這家德國汽車制造商的電動汽車提供制造 GaN 功率器件的能力，這有力地證明了 OEM 對 GaN 的重視。真正意義重大的一步是，納微將與特殊目的收購公司 Live Oak Acquisition 合并，成為市值 10.4 億美元的上市公司。這家 GaN 電源 IC 廠商最近宣布將向總部位于瑞士的 Brusa HyPower 供應用于車載充電器和 DC/DC 轉換器的設備，作為一家上市公司，該公司打算將其重心放在電動汽車/混合動力汽車和其他市場的產品開發(fā)上。

除了交易、合作伙伴關系和合并之外，GaN 模塊的早期工作還表明，這種化合物半導體正在追隨 SiC 的腳步，行業(yè)參與者正準備進行更廣泛的行業(yè)整合。例如，GaN Systems 正在為設計工程師提供電源評估模塊套件，而 Transphorm 一直在與富士通通用電子合作開發(fā)面向工業(yè)和汽車應用的 GaN 模塊。

那么，SiC 和 GaN 的下一步是什么？作為功率 SiC 器件制造商為電動汽車/混合動力汽車帶來的數(shù)十億美元市場做好準備，GaN 會經歷同樣的成功故事嗎？OEM 在傳動系統(tǒng)逆變器中廣泛采用 GaN 將從根本上影響市場預測，但現(xiàn)在，我們只能拭目以待?！　?/p>