第三代半导体将迎来井喷
2022-03-09 13:02:55 EETOP市调机构TrendForce预测,2025 年全球功率半导体元件及模组市场规模将达274 亿美元,其中第三代半导体SiC/GaN 市场占比从2021 年不到5%,扩大至2025 年约17%。
因为材料特性,SiC和GaN 用途不同,目前第三代半导体可分为3 大应用,但随着科技持续发展,在应用上将出现更多的想像空间。
除了5G 射频、快充,GaN 未来发展重点:新能源汽车和数据中心
GaN 适合高频、中高压领域(低于900V)特性,适合制作射频元件(GaN RF 射频),如Wi-Fi、GPS定位、卫星通讯甚至是军用雷达。
虽然GaN 晶圆代工大厂稳懋投入射频元件多年,但目前GaN 射频通讯市场仍由全球前两大IDM 厂思佳讯(Skyworks)和Qorvo 主导。
第二大应用是利用GaN中低功率的特性,制作电源转换器(Power GaN),如LED和手机等消费电子领域的快充及整流器,手机品牌商OPPO、小米、vivo已经推出好几代GaN 快充产品。
值得注意的是,苹果去年全新MacBook Pro 快速充电器,首次采用Power GaN 技术,功率高达140W,意味着百瓦级大功率快充产品进入成长期。
其中,在百瓦级大功率快充产品中,GaN 技术市场渗透率达62%,主要由GaN功率晶片龙头纳微半导体(Navitas)与英诺赛科(Innoscience)供应,其中纳微半导体销售市占率超7 成,已成功应用于倍思、联想、小米等厂商旗下产品。
TrendForce 表示,到了2025 年,GaN 功率元件市场规模将达8.5 亿美元,年复合成长率达78%。另外,新能源汽车/数据中心也将是GaN未来发展重点,前三大应用占比将分别为消费性电子60%、新能源汽车20%、通讯及数据中心15%。
随着GaN 功率电晶体价格不断下降(已逼近约1 美元),以及技术方案愈趋成熟,TrendForce 预估至2025 年GaN 整体快充市场渗透率将达52%。
特斯拉带动SiC 元件商用化,电动车成为核心应用
随着大功率车充市场兴起,由于SiC 高功率、更高压(超过1,200 V)的特性,适合用在特高压电网、风电、太阳能、储能及新能源车。
应用部分,特斯拉2018年发布平价车款Model 3,首度在电动车逆变器设计中导入意法半导体(STM)的SiC 元件,加快SiC 商用步伐。因为与特斯拉结盟,意法半导体在2021 年SiC 功率半导体市场占比获得第一(43%)。
TrendForce 预估,全球SiC 功率元件市场规模2025 年将成长至33.9 亿美元,年复合成长率(CAGR)达38%。前三大应用占比将分别为新能源车61%、太阳能发电及储能13%、充电桩9%,其中新能源车产业又以车载逆变器、车载充电器(OBC)、转换器元件(DC-DC)为应用大宗。
随着电动车成为SiC应用核心,对延长续航里程、缩短充电时间的需求越发明显。目前电动车的电池动力系统为200V-450V,随着电动车市场渗透率提高,有机会朝着800V方向迈进,预计2025 年全球电动车市场对6 吋SiC 晶圆需求可达169 万片。