中國粉體網訊 第三代半導體將是未來半導體技術的關鍵。集邦咨詢（TrendForce）的調查顯示，在 2018 年至 2020 年因貿易戰和 Covid-19 大流行而推遲之后，由于汽車、工業和電信應用的需求回升，第三代半導體領域可能會進入快速回升階段。
集邦咨詢指出：碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）在電動汽車（EV）和快充電池市場具有相當大的發展潛力。預計第三代功率半導體的產值，將從 2021 年的 9.8 億美元、增長到 2025 年的 47.1 億美元 —— 符合年增長率（CAGR）為 48% 。
首先來看下大功率的碳化硅（SiC）器件，其能夠在儲能、風電、光伏、EV 新能源等領域發揮重要的作用。目前市面上的電動汽車，其功率半導體仍更加依賴于硅基材料（IGBT / MOSFET）。不過隨著 EV 電池動力系統逐漸發展到 800V 以上的電壓等級，SiC 將在高壓系統中具有更高的性能表現。
特斯拉已開始在其用于 Model 3 車輛的內部逆變器中采用意法半導體的 SiC 設計。根據英飛凌的說法，采用 SiC 設計的同一輛車的功率可以延長 4%，因為功率占 EV 費用的很大一部分，汽車行業已經開始越來越重視第三代半導體。英飛凌預測 SiC 芯片將占汽車電力電子元件的五分之一。過去節油靠發動機，現在節能靠第三代半導體。
隨著 SiC 逐步替代部分硅基礎設計，整車架構和性能都將迎來大幅改進和提升。預計到 2025 年的時候，SiC 功率半導體的市場規模可達到 33.98 億美元。
其次是適用于高頻場景的氮化鎵（GaN）旗艦，其在手機 / 通訊設備、平板 / 筆記本電腦上具有相當大的應用前景。與傳統快充方案相比，GaN 具有更高的功率密度，能夠在更加輕巧、便攜的封裝內實現更快的充電速度。
預計到 2025 年的時候，GaN 功率半導體市場規模可達到 13.2 億美元。此外集邦咨詢強調，第三代功率半導體基板相較于傳統硅基板的制造難度和成本也都更高。
好消息是，目前各大基板供應商都呈現了努力發展的態勢。隨著 Wolfspeed、II-VI、Qromis 等公司相繼擴大產能，預計今年下半年可實現 8 英寸基板的量產，且未來幾年仍有相當大的持續增長空間。
事實證明，SiC和GaN的優勢對諸多供應鏈的廠商有極大的吸引力，其中不少廠家早已積極投身于此類材料的研發。
臺積電正專注于硅基氮化鎵的發展。雖然這項技術在通信方面受到限制，但它在汽車應用中是一個具有競爭力的組件。臺積電在年報中透露，2020年已開發150和650電壓。去年2月，意法半導體宣布與臺積電合作制造汽車化合物半導體。
臺積電在制造 8 英寸晶圓的 GaN 器件方面取得了進展，而 6 英寸晶圓仍然是化合物半導體的主流。臺積電許多退役的 8 英寸晶圓廠將承擔新的化合物半導體生產。
與臺積電一樣，VIS 也專注于 GaN on Silicon 襯底的開發。VIS 總裁 Leuh Fang 表示，該代工廠的目標是建立一個完整的制造工藝，包括晶圓超薄化。
Sino-American Silicon Products Inc. (SAS)正在擴展第三代半導體，去年，該公司成為化合物半導體制造商AWSC進入電信應用領域的最大股東。據《財富》雜志報道，其子公司 Global Wafer 也在塑造第三代半導體基板的生產，但仍需提高良率和成本。
SAS 總監 MK Lu 表示， “ 6 英寸硅片成本為 20 美元，而 6 英寸 SiC 晶圓成本為 1,500 美元，”他表示，汽車 SiC MOSFET 只有在 SiC 成本降至 750 美元以下時才會普及， “這將需要五年多的時間。”
（中國粉體網編輯整理/山川）
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