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走过疑虑 SiC器件终迎春天

导读: 随着Cree公司向市场提供了900V电压的SiC MOSFET晶体管,GE公司发布汽车级应用的SiC MOSFET和SiC二极管也赢得了很多的市场,行业专家们都纷纷预测这种宽禁带半导体将迎来它的黄金时代。

在经过多年的疑虑和犹豫之后,SiC器件终于迎来了春天。

Yole Développement 公司预测,到2020年SiC的市场容量将会增长三倍。

随着Cree公司向市场提供了900V电压的SiC MOSFET晶体管,GE公司发布汽车级应用的SiC MOSFET和SiC二极管也赢得了很多的市场,行业专家们都纷纷预测这种宽禁带半导体将迎来它的黄金时代。

最近,法国Yole Développement公司的Pierric Gueguen及其同事就SiC市场发表了调查报告,报告描述了SiC的开发是如何在经过多年的停滞之后,已经具有了比现有半导体技术更高的附加值。

Yole公司的分析员告诉Compound Semiconductor杂志:“SiC二极管在过去的一年中取得了极大的发展,包括了在器件的可靠性方面,而且在我们现有的应用中SiC二极管的成本已经不再是个问题”。

他补充道:“在这个市场中有足够多的二极管器件供应商,而且其器件也很容易实现集成”, “SiC二极管几乎占据了整个SiC器件市场份额的80%,我们相信这个数值未来还会持续地增长” 。

实际上,据Yole公司的预测,到2020年,包括二极管和晶体管在内的整个SiC市场容量将能够达到现在的三倍,总额将会达到4.36亿美元。目前,SiC二极管已经覆盖了中等电压的市场,包括了光伏逆变器,电动机控制器,电动或者混合电动汽车以及不间断电源(UPS)等领域。

尽管SiC二极管在2020年之前都会被视作为SiC器件的主流首选,但电动和混合电动汽车领域将会成为SiC二极管和晶体管最有希望的市场。

全球很多汽车公司都在竭尽全力进行宽禁带半导体材料研究,使得Gueguen 把SiC二极管仅仅看作是SiC商业机遇的一个触发器而已。

事实上,制造商们早就已经将SiC二极管集成到具有功率因数校正器拓扑功能的电动汽车充电器中,并且此项工作还会持续进行下去。

与此同时,未来的器件发展将会使我们很快地就能看到SiC二极管和SiC晶体管同时应用于SiC转换器,例如列车中的电功率逆变器中。

Gueguen说道:“我们的SiC二极管能够适应汽车中的应用,如丰田汽车等公司正在努力地推动SiC晶体管集成技术的发展,以在功率转换器层面上来将SiC的潜能发挥到极致”。

走过疑虑 SiC器件终迎春天

在SiC市场中,长期以来,Infineon 和 Cree 两家公司一直是处于业界领先的企业。

没有任何的犹豫,日本的丰田公司已经把SiC器件的应用提上了日程。2015年初,该公司认为混合电动车上有20%的能量都是损耗在功率半导体器件上,由此这家重量级的汽车公司在其Camry混合原型车和燃料电池巴士上已开始使用SiC二极管和晶体管。

丰田公司已经确认这么做将会使燃油效率提高5%,并且正如Gueguen所强调的那样:“这个试验非常成功。在获得实际应用之前,丰田公司一直希望能将SiC器件集成整合到汽车上,现在他们正在解决SiC晶体管在汽车中的集成问题”。

事实上,丰田和大多数其它大型汽车公司已经完成了对这种SiC器件系统的质量认证,并且确保供应商能够批量提供这种器件,使得SiC逆变器有望在2020年左右实现大规模的生产。

器件的领导者

但是目前谁是主要的SiC供应商呢?根据Yole地说法,目前行业的龙头,Infineon和Cree两家公司研发出新的RF功率系统Wolfspeed,已经占据了整个SiC市场份额68%。

不仅如此,Cree公司最近还收获了功率组件和电子应用上先驱新产品—APEI的订单,这款产品有可能对SiC市场造成很大的冲击。目前这两家公司都把目光放在如何实现将SiC器件集成到功率组件和转换器上的工业化应用问题,同时也能为这些SiC器件系统提供经特别设计的封装。

Gueguen强调说:“Cree公司说过,如果对这种最先进的功率器件还是采用已具三十年历史的老旧封装技术,将无法发挥出SiC器件的全部潜能”,“但是现在,公司可以提供一个完整的系统解决方案,而不仅仅只是功率器件的本身”。

他补充说:“Infineon公司已经具备了开发用于SiC器件功率组件所需的技术基础,而Cree公司正在发展它的SiC功率业务的供应链,如同它们之前在发展LED业务时所做的那样”。

尽管这两家大公司都打算加速其在SiC应用上的进程,但是它们并不企图在未来继续统治这个领域的市场。如同Gueguen所预测的那样:“Infineon和Cree公司从一开始进入这个市场时就占据了大量的市场份额,但是Rohm、STMicroelctronics等公司也正在对这个市场虎视眈眈”。

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