GaN和SiC這幾大變化不得不看？

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產能擴張、8英寸，GaN和SiC的潛力不斷激發，如何跟進？

文｜艾檬

校對｜樂川

圖源｜集微網

集微網消息，雖然以碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN) 為代表的寬禁帶半導體材料由於面臨專利、成本等問題放緩了擴張的步伐，但世易時移，新興市場為其應用加速增添了新動能。據日本市調機構富士經濟（Fuji Keizai）最近指出，汽車電子等成為提振電源控制晶元需求的主要動力，預計2030 年全球電源控制晶元市場規模將擴增至2807億人民幣，將較 2017 年大增 72.1%。其中，GaN和SiC勢不可擋，2030 年SiC電源控制晶元市場將增至 136億人民幣，將達 2017 年的 8.3 倍；GaN預估為 78 億人民幣，將達 2017 年的 72.2 倍。

日企大幅擴產

看中這一市場走勢，在半導體材料先聲奪人的日本企業已高調擴產。

據報道，因電動車（EV）市場擴大，吸引東芝（Toshiba）等日本大廠紛紛對 EV 用半導體增產投資。日廠計劃增產的半導體為可讓 EV 達成節能化的電源控制晶元，東芝計劃在今後 3 年投資 300 億日元，2020 年度將電源控制晶元產能擴增至 2017 年度的 1.5 倍。

三菱電機計劃在 2018 年度內投資 100 億日元，目標在 2020 年度結束前將以電源控制晶元為中心的「動力元件事業」營收擴增至 2000 億日元。

另外，富士電機計劃在 2018 年度投資 200 億日元擴增日本國內工廠產能，且將在 2020 年度以後追加投資 300 億日元，目標在 2023 年度將電源控制晶元事業營收提高至 1500 億日元，將達現行的 1.5 倍。

而羅姆計劃在 2024 年度結束前合計投資 600 億日元，將使用SiC的電源控制晶元產能擴增至 16 倍。

雖然過高的SiC單晶材料、Cree公司的技術壟斷導致SiC成本過高，在技術層面面臨可靠性、封裝等問題，但這一輪擴張潮明顯將為SiC鋪量。

8英寸GaN廠面世

GaN與SiC同為第三代半導體材料雙雄，並且並行不悖。有專家認為，SiC主攻高壓器件，GaN是中壓，即100W~1200W則可選擇GaN，1200W以上則採用SiC。

GaN器件雖然具耐高電壓、耐高溫與適合在高頻操作的優勢，諸如電動汽車、激光雷達、無線充電和5G基站的功率放大器等應用均可從GaN的效率受益，但其同樣面臨成本、封裝等挑戰。而最近的趨勢表明， GaN將從以往的6英寸開始向8英寸進發，有望緩解這一「痼疾」。

目前已有國際IDM大廠看好電動汽車產業前景，而預先包下世界先進GaN產能，明年中世界先進GaN產出將快速放量，成為全球首座8英寸GaN代工廠。

隨著GaN製造工藝在不斷進步，將極大降低GaN的成本，進一步助推其應用，擠占以往砷化鎵（GaAs）市場。

國內的機會

基於SiC、GaN功率器件的前景可期，已吸引眾多公司進入這一市場，英飛凌、恩智浦、安森美、ST、德州儀器、羅姆、TDK、松下、東芝、等實力選手也紛紛加入戰局。在國內電源管理IC廠商中，也有包括矽力傑、晶豐、士蘭微、芯朋微、東科、比亞迪等戰將，但顯然這一市場仍以日美歐廠商為主角。

在未來需要重新跑馬圈地的時代，一方面要注意，SiC、GaN市場的增長將為模組廠商、材料供應商、測試廠商、製造廠商等多種不同廠商提供市場機會，並在該領域價值鏈上尋找自己的位置。這將打破原有產業鏈，為不同廠商創造新的洗牌機會；另一方面，國內廠商只在某些器件如 SiC二極體等實現了量產化，但並沒有形成完整產業鏈，與國外的產業規模相比仍有很大差距，在下一個趨勢到來之際，如何加速追趕亦成為頭等大事。

根據產業向限分析，每個企業都需要雙擎驅動，即要有現金流的成熟產業和孵化未來產業的大筆投資。既然SiC、GaN的未來已來，國內廠商在回歸到技術和產品性能競爭的常規市場競爭「軌道」上，亦需要加緊備戰，在研發、製程、封裝等方面不斷投入和加碼，這樣才不會在浪潮到來之際再失良機。

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