碳化硅霸主地位，是否真的稳固？

发布时间：2024-03-21作者来源：beat365官方网站浏览：1082

碳化硅是一种优异的半导体材料，具有高热导率、高耐温性、硬度高等特点，因而在功率电子、光电子等领域得到广泛应用。受益于新能源汽车、电力电子、光伏等领域的快速发展，碳化硅产业迎来了巨大的市场机遇，产量和销售额都呈现出快速增长的态势。随着下游应用市场的强劲需求，碳化硅产业正处于高速成长期。而碳化硅的地位真有我们想象中那么稳固吗？

来源：中国电科

氮化镓：与“碳化硅”正面刚？

有行业人士认为，未来，不排除氮化镓能与碳化硅正面“刚”的可能，特别是汽车领域。

在国家‘双碳’政策的支持下，近年来氮化镓在功率电子领域也开始从消费电子电源不断向数据中心、光伏/储能、新能源汽车等附加值领域加速渗透，未来这些市场有望成为GaN产品规模扩张的主要动力。

2018年，氮化镓快充进入中国市场之后，充电器的发展犹如坐上飞天火箭，功率越来越大，从最初的的5W到现在的超百瓦。在移动充电充电器潜伏很久的氮化镓，在电动车飞速发展的时代，迎来新机遇。

3月2日，英飞凌以8.3亿美元的价格收购GaN功率半导体厂商 GaN Systems。这一举动的背后是英飞凌看好氮化镓市场的发展，尤其到2030年，氮化镓的全球使用量将会大大超过碳化硅，并且在多个领域取代碳化硅的应用。

在汽车领域，GaN主要应用于48V系统的功率电子、车载充电机和DC/DC转换器，将来可以扩展到逆变器。

氮化镓器件用于新能源汽车的车载充电器、DC/DC转换器等领域时，可在节能70%的同时使充电效率达到98%，增加5%续航，目前已有丰田、宝马等多家汽车厂商入局氮化镓领域。

而从总的应用趋势来看，目前，80V-650V区域是GaN的天下，整个市场规模约为70亿美元，手机、笔记本电源适配器、家电是主要应用领域；1200V-6500V的高压部分更适合碳化硅(SiC)，整体市场规模达到了93亿美元，电动汽车、新能源、轨道交通、电网等是其核心市场；而在两者之间则是GaN和SiC可以共存的市场，主要包括数据中心、电动车等，市场规模达到了61亿美元。

高达220亿美元的第三代半导体市场图片来源：Navitas

所以，这样看来，GaN与SiC的竞争主要集中在650V及以上的领域。那为何说GaN有硬刚SiC的可能？一方面，GaN在大功率汽车应用上确实存在局限性，但在600V以下的器件是[敏感词]，随着汽车制造商在信息娱乐、快速通信、激光雷达等汽车智能化设备的需求增加，对48V系统的兴趣越来越大，GaN具有成本竞争力；另一方面，在制作成本上，碳化硅器件制造成本较高，与之相比，GaN可在较便宜的硅衬底上生长，同时氮化镓在高频应用上具备优势，可以在确保产品性能的同时实现产品的轻量化、小型化，这是整车厂最为关心的。

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