代半导体概念及发展历程j9九游会登录入口第三

时间:2024-06-14 04:53:36

  另外△□=•,在射频 GaN行业▽◆,采用 SiC 衬底…△•▪,也就是 GaN-on-SiC(碳化硅基氮化镓)技术发展得最早………-,市占率也最高▼•◆◆●▼,同时在射频应用领域已经成为LDMOS和砷化镓的主要竞争对手☆▲☆。除了在军用雷达领域的深度渗透j9九游会登录入口□☆-☆▲■,GaN-on-SiC 还一直是华为○●、诺基亚等通信基站厂商5G大规模MIMO基础设施的选择▪★●…。根据 Yole 的统计◆•,2020 年全球 GaN-on-SiC 射频器件市场规模为8•●☆▷★•.86亿美元◆……,预计 2026 年将达到 22☆▲☆□▲★.2 亿美元••,2020-2026 年复合增长率为17%◇▪☆◁。

  而更宽的禁带▼○▪△•,意味着从不导通状态激发到导通状态需要的能量更大=…○,因此采用宽禁带半导体材料制造的器件能够拥有更高的击穿电场▷△△◇▼、更高的耐压性能=◆▼▪□=、更高的工作温度极限等等-○•◇。第三代半导体与 Si(硅)▽=、GaAs(砷化镓)等前两代半导体相比◆▼=☆•◆,在耐高压□▪•、耐高温▼▼△□▲○、高频性能◁••、高热导性等指标上具备很大优势••■□◇,因此 SiC△△★•▼▷、GaN 被广泛用于功率器件…◇、射频器件等领域•■▪。

  同时○▲,这种趋势也导致目前 SiC 产业中不仅仅是下游往上游布局▷★◆☆•▷,而上游厂商也同时在下游发展•▲◁◇。SiC 产业可以说是▲▲“得衬底者得天下★●○△★●”=▼★,SiC 衬底厂商掌握着业内最重要的资源☆=,这也为他们带来了极大的行业话语权□…▲-★…。

  看点尽在《GaN的SIP封装及其应用》 /

  材料被广泛应用于电力电子●…▷、光电子学和无线通信等领域▽◇●▷▲,以提高设备性能和效率◇★▪=●-,并

  国内方面○▷○■▲,由于产业布局相比海外大厂要晚j9九游会登录入口○■,而 IDM 模式是加速发展的最有效方式之一•☆▼==■,包括三安光电●□、泰科天润=◁•●-△、基本半导体等 SiC 领域公司都在往 IDM 模式发展◁◇▲。三安光电投资160亿元的湖南三安半导体基地在去年6月正式投产▲□,这也是国内第一条•◇、全球第三条 SiC 垂直整合产业链j9九游会登录入口▲◁,提供从衬底☆●-☆、外延▽▼、晶圆代工◇▼•、裸芯粒直至分立器件的灵活多元合作方式☆▲-○,有利于形成当地宽禁带半导体产业聚落…△△▷=▪,加速上游 IC 设计公司设计与验证迭代•◆○●-,缩短下游终端产品上市周期○△◇=。

  这里解释一下 SiC 衬底▲■○▽=、晶圆▪◆◇◁、外延片的关系以及区别☆□○。在充电基础设施★◆▪■◆○、电动汽车领域渗透率也超过的80%…▷▲,这四个地区共占全球半导体分立器件市场的 65% 左右▼•△□…▲。

  带负载检测功能的 USB 充电端口控制器和 3A 电源开关TPS2547数据表

  2021-2026 的年复合增长率为 42☆▪■★.41%-□◆★○。□-○、服务器电源将全面推广应用△◇•。即在衬底上生长一层新的单晶◁…,2020年全球 SiC 功率器件市场规模为6▷◁•□.29亿美元■□•◇•,也可以是其他材料(如GaN)★=□☆◇•。形成外延片△◆●◇。而晶圆可以指衬底△◆▷▷△◁、外延片◁◆•▪、或是已加工完成芯片后但尚未切割的圆形薄片=□。在应用端□◇○▪●…,SiC 渗透率也呈现高速增长■□,华为预计在2030年光伏逆变器的碳化硅渗透率将从目前的2%增长到70%以上■◁●。

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  与此同时▪◆◁■▲■,SiC 需求方的增长在近年呈现爆发式增长▪=□=。以特斯拉为例▲…▲▪,2021 年特斯拉电动汽车全年产量约 93 万辆◇○☆▷…▼,据测算◇◆=■★■,如果这些车辆搭载的功率器件全采用 SiC ▲◁▲★▪○,单车用量将达到 0□▷▽★■.5 片6寸 SiC 晶圆▪▽,一年的6寸 SiC 晶圆需求就高达46▷◇△.5万片•□■○☆•,以如今全球 SiC 衬底产能来看甚至无法满足一家车企的需求◆•■。

  随着 6 英寸 SiC 单晶衬底和外延晶片的缺陷降低和质量提高▷◁,使得 SiC 器件制备能够在目前现有 6 英寸 SiC 基功率器件生长线上进行▲▼△▷▲。而国际大厂纷纷布局的8英寸的 SiC衬底有望在2022年上半年△▼▲=□▼,由 Wolfspeed 率先实现量产▽★•▲●○,这将进一步降低 SiC 材料和器件成本…-○,推进 SiC 器件和模块的普及◇★▽•☆△。

  当前 SiC 市场中■◁★•…,全球几大主要龙头 Wolfspeed▲▷▼▲、罗姆◇=••▲、ST▽•、英飞凌▼-•◇▪□、安森美等都已经形成了 SiC 衬底•◇▷=■▼、外延-◇▲○、设计■△•、制造•○•、封测的垂直供应体系▽▲◆。其中○○○▽,除了 Wolfspeed 之外▼○□=△△,其他厂商基本通过并购等方式来布局 SiC 衬底等原材料-=…□,以更好地把控上游供应▽=☆。

  亚太地区受到包括中国大陆=☆■▷▷、中国台湾-☆◆▽▼★、日本•□-•□=、韩国的驱动▲▪◇●,在光伏逆变器上•○□■•,SiC 衬底是由 SiC 单晶材料制造而成的晶圆片◇…,而亚太地区会是增长最快的市场▷●。知识科普 /的区别 /为了帮助下文理解★■■,其中由于电动汽车的爆发=▼△◁,汽车行业将是 SiC 功率器件的主要增长应用=•◆…,衬底可以直接进入晶圆制造环节生产半导体器件☆…,

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  融资超62起◁◁,碳化硅器件及材料成投资焦点 /

  SiC 产业链可以分为四个主要环节◇◁,分别是衬底/晶片◆●■…、外延片◁…▼•,器件制造以及终端应用▷▼•▼▽。其中每个环节的具体构成会在后面几期中逐一解析△▲。

  SiC的一个重要里程碑是1955年•◁…●▷,飞利浦实验室的 Lely发明 SiC 的升华生长法(或物理气相传输法☆•▽☆,即 PVT 法)-▪,后来经过改进后的PVT 法成为 SiC 单晶制备的主要方法▽★。这也是SiC作为重要电子材料的起点●□☆•。

  领域◆=▪…★◇,开启电子技术的新纪元 /

  第三代半导体材料是以 SiC(碳化硅)★▲•、 GaN(氮化镓)为代表(还包括 ZnO 氧化锌○★▲▼◆、GaO 氧化镓等)的化合物半导体☆●●△▷•,属于宽禁带半导体材料=△•。禁带宽度是半导体的一个重要特征…●。固体中电子的能量是不可以连续取值的…•,而是一些不连续的能带=…道亮相深汕合作区~安!,要导电就要有自由电子或者空穴存在★■,自由电子存在的能带称为导带(能导电)▷☆●,自由空穴存在的能带称为价带(亦能导电)▲●■◇☆…。被束缚的电子要成为自由电子或者空穴-•▷▲◇☆代半导体概念及发展历程,就必须获得足够能量从价带跃迁到导带=▼◆▷-,这个能量的最小值就是禁带宽度•●□。

  经过超过 60 年的发展…=,硅基半导体产业自台积电创始人张忠谋开创晶圆代工模式后△□…,目前已经形成了高度垂直分工的产业运作模式○●=▪○。但与硅基半导体产业不同□▽□…,SiC 产业目前来看◆□◁◁,主要是以 IDM 模式为主▪▪•■•▪。

  电子发烧友网报道(文/刘静)在新能源汽车•▷◇▪、光伏…□●★、储能等新兴领域的需求带动下-●=•=•,

  的四大分类与应用探索 /

  照明…▲◁▲•☆、新能源汽车▽◆▽、新一代移动通信■☆◇□、新能源并网▽□◁▽、高速轨道交通等领域具有广阔的应用前景▷…▽。2020年9月▪▷•◁,

  在做基于fpga的数字示波器这个项目时-○▼▼,我用的是vivado平台●-,遇到了显示相关的问题•=▷。

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  而 GaN 于1969 年首次实现了 GaN 单晶薄膜的制备•□▲▼◁,在20世纪90年代中期☆▲△●▽■,中村修二研发了第一支高亮度的 GaN基蓝光LED△•▼▷▲=。随后的十多年时间里○▽••,GaN 分别在射频领域比如高电子迁移率晶体管(HEMT)和单片微波集成电路(MMIC)◆◆▪•●,以及功率半导体领域起到了重要作用-☆△△•。2010年◆□◇▪,国际整流器公司(IR○◁,已被英飞凌收购)发布了全球第一个商用GaN功率器件□☆□●◇,正式拉开GaN在功率器件领域商业化大幕☆●。2014 年以后◁▽☆▷▼,600V GaN HEMT 已经成为 GaN 器件主流▷□。2014年●★▽★▼▷,行业首次在 8 英寸 SiC 上生长 GaN 器件◁▼△▪★。

  发烧友编辑部出品的深度系列专栏…☆▽■-,目的是用最直观的方式令读者尽快理解电子产业链★…●▲★◇,理清上•▲、中◁□▽●▷、下游的各个环节▼▽,同时迅速了解各大细分环节中的行业现状…▼□★◆。我们计划会对包括产业上下游进行梳理★■■▽●,眼下大家最为关注▼▲--▲■,也疑惑最多的是第三代半导体☆•□,所以这次就先对它来一个梳理分析●▼◇=☆。

  3) 掌握上下游整合能力可以加速产品迭代周期○◆-,有效控制成本以及产品良率○▽=。

  SiC 与 GaN 相比■▲●,拥有更高的热导率□■◇▼,这使得在高功率应用中-•,SiC 占据统治地位▪★;与此同时▪==■■,GaN 相比 SiC拥有更高的电子迁移率-▲,所以GaN具有高的开关速度◇◁■,在高频应用中占有优势◁▪•◇▪。

  得益于材料特性的优势◁-☆=●,SiC 在功率器件领域无疑会逐渐取代传统硅器件▽•●◇◆■,成为市场主流•◇▷□▽。而这个进程随着 SiC 量产和技术成熟带来的成本下降□◆=▪▲▲,以及终端需求的升级而不断加速◇▪▲△。包括新能源汽车电驱系统往 800V 高压平台发展◁◁◆、480kW充电桩△◆△▪、光伏逆变器向高压发展等☆△○,技术升级的核心◆▽,预计 2021 年到 2030 年 SiC 市场年均复合增长率(CAGR)将高达50□■◇.6%▲★•■△,2030 年 SiC 市场规模将超 300 亿美元▪▪。

  #参考设计#72 W基于PowiGaN的InnoSwitch 4-QR超紧凑型电源

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  目标□-▽=▲■?=□■….▪…▲■.=▪▪□.□•▪☆▽.△□▽□•.●■◆▲. 前言•◆▲▷: 凭借功率密度高▼○▼★=…、开关速度快▷▼◇□☆=、抗辐照性强等优点△-◁●◆=,以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)为代表的

  与此同时□□=▼○◁,衬底又是整个 SiC 产业链中技术门槛最高▼□◇…、成本占比最大的环节◇□-☆,占市场总成本的50%左右•-◆-▽=。华为在《数字能源2030》白皮书中提到▽•▲◆,SiC 的瓶颈当前主要在于衬底成本高(是硅的 4-5 倍◇-,预计未来 2025 年前年价格会逐渐降为硅持平)○○▪,受新能源汽车★△●、工业电源等应用的推动☆◁=△•,碳化硅价格下降☆○▽•◁,性能和可靠性进一步提高●▷△•▲…。碳化硅产业链爆发的拐点临近□△■,市场潜力将被充分挖掘▷▼•▪■。

  及相关领域的知名专家学者□▽…●•▼、企业领导◇◁○☆▼◁、投资机构代表参与大会☆•…□▼。中科院◇•▽•--、北京大学▲▼、香港科技大学△◁◆◆○、英诺赛科★▪•、三安光电等科研院所□…▷△•■、企业代表围绕

  在材料端○△○, 2020 年全球 SiC 衬底市场价值为 2•▼□○◁.08 亿美元■▷☆▲。对于市场未来的增长▼△□○,Yole预计到 2024 年全球 SiC 衬底市场规模将达到11亿美元▷•△▷,2027年将达到33亿美元□●•=◇,以2018年市场规模1☆….21亿美元计算▷▪△--,2018-2027年的复合增长率预计为44%□○。

  自上世纪80年代开始◆○□=,以 SiC•◁■▲●=、GaN 为代表的第三代半导体材料的出现•◇,催生了新型照明★◁□、显示▪-■•、光生物等等新的应用需求和产业▲▪▲☆◁★。其中SiC是目前技术■…▷◇、器件研发最为成熟的宽禁带半导体材料△▲◆◆。

  下一期▪☆j9九游会登录入口第三,带你了解SiC器件成本构成▲==☆、产业链各环节构成◆▼-◁▷-,探讨国内外SiC产业链差距究竟有多大=-◆•?

  尽管 SiC 无论在功率器件还是在射频应用上市场需求都有巨大增长空间■▲•◆◇-,但目前对于 SiC 的应用○○●▲▼,还面临着产能不足的问题=■△◁☆,主要是 SiC 衬底产能跟不上需求的增长j9九游会登录入口•☆●。据统计○◁◆-,2021年全球 SiC 晶圆全球产能约为 40-60 万片…•●,结合业内良率平均约50%估算…■▷◁,2021 年 SiC 晶圆全球有效产能仅20-30万片…-。

  但目前 SiC 产业仍处于产能铺设初期•◆△○,2020年开始海内外大厂都纷纷加大投入到 SiC 产能建设中••▪▽△。国内仅 2021 年第一季度新增的 SiC 项目投资金额就已经超过 2020 年全年水平-▷,是 2012-2019 年 SiC 领域合计总投资值的5倍以上=▽◆。三安光电预测◁◇•◁★☆,2025年 SiC 晶圆需求在保守与乐观情形下分别为219和437万片▪•,车用碳化硅需求占比60%•●△★○▪,保守情况下碳化硅产能缺口将达到123万片▽★,乐观情况下缺口将达到486万片…•=。

  应用迈向LED下游应用关键的一步■△◇★-。 于LED封装领域▼=◆△△-,国星光电经过多年

  mordorintelligence 预计到2026年将达到 47●☆◆.08 亿美元▼◁▲•,新的单晶层可以是 SiC■○▼………,也可以经过外延加工◇◆•。

  △◆:在智能电网领域的应用前景展望 /

  动静态测试方案亮相IFWS /

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