SiC(碳化硅)和GaN(氮化鎵)功率器件作為新一代半導(dǎo)體材料,近年來在電力電子市場中展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力和市場前景。
根據(jù)Yole Development的預(yù)測,SiC市場規(guī)模將從2023年的10億美元快速增長至2027年的63億美元,2030年更將突破150億美元,年復(fù)合增長率高達35%。預(yù)計到2028年,全球SiC Power Device市場規(guī)模有望達到91.7億美金。
根據(jù)中研普華研究院撰寫的《2024-2029年中國SiC和GaN功率器件行業(yè)市場環(huán)境與投資分析報告》顯示:
SiC和GaN功率器件行業(yè)市場環(huán)境與投資分析
SiC和GaN功率器件為代表的核心材料是芯片性能的提升的基石,SiC和GaN功率器件一般指禁帶寬度大于2.2eV的半導(dǎo)體材料,也稱為寬禁帶半導(dǎo)體材料。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今經(jīng)歷了三個階段,第一代半導(dǎo)體材料以硅為代表;第二代半導(dǎo)體材料砷化鎵也已經(jīng)廣泛應(yīng)用;而以氮化鎵和碳化硅、氧化鋅、氧化鋁、金剛石等寬禁帶為代表的SiC和GaN功率器件材料,相較前兩代產(chǎn)品性能優(yōu)勢顯著。
碳化硅,是一種無機物,化學(xué)式為SiC,是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生產(chǎn)綠色碳化硅時需要加食鹽)等原料通過電阻爐高溫冶煉而成。碳化硅在大自然也存在罕見的礦物,莫桑石。在C、N、B等非氧化物高技術(shù)耐火原料中,碳化硅為應(yīng)用最廣泛、最經(jīng)濟的一種,可以稱為金鋼砂或耐火砂。中國工業(yè)生產(chǎn)的碳化硅分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩種,均為六方晶體,比重為3.20~3.25,顯微硬度為2840~3320kg/mm2。
氮化鎵是一種無機物,化學(xué)式GaN,是氮和鎵的化合物,是一種直接能隙(direct band gap)的半導(dǎo)體,自1990年起常用在發(fā)光二極管中。此化合物結(jié)構(gòu)類似纖鋅礦,硬度很高。氮化鎵的能隙很寬,為3.4電子伏特,可以用在高功率、高速的光電元件中,例如氮化鎵可以用在紫光的激光二極管,可以在不使用非線性半導(dǎo)體泵浦固體激光器(Diode-pumped solid-statelaser)的條件下,產(chǎn)生紫光(405nm)激光。
中國碳化硅外延設(shè)備市場規(guī)模也在逐年增長,2023年約為13.07億元人民幣,預(yù)計到2026年將增至26.86億元。
預(yù)計到2023年全球GaN功率元件市場規(guī)模將達到約2.71億美元(折合人民幣約19.39億元),而到2030年有望上升至43.76億美元(折合人民幣約313.14億元),復(fù)合年增長率達到49%。
SiC市場競爭
SiC產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)能供應(yīng)方面一直面臨緊缺局面,特別是襯底供應(yīng)。業(yè)內(nèi)龍頭企業(yè)普遍采取與供應(yīng)商簽署長期供貨協(xié)議的策略,以確保穩(wěn)定的需求供應(yīng)。
隨著新參與者的市場進入和供應(yīng)商新增產(chǎn)能的逐步量產(chǎn),SiC產(chǎn)業(yè)鏈從襯底、外延到器件的供應(yīng)合作已呈現(xiàn)出更為多樣化的趨勢。
GaN市場競爭
隨著英飛凌、德州儀器等企業(yè)在GaN技術(shù)上的不斷投入,功率型GaN產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將會進一步加速。
SiC和GaN功率器件技術(shù)發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)
SiC技術(shù)發(fā)展趨勢
未來的SiC器件可能會在性能上進一步提升,例如更高的擊穿電場、更低的導(dǎo)通電阻、更快的開關(guān)速度等,從而滿足更苛刻的工業(yè)應(yīng)用要求。
SiC器件可能會與其他技術(shù)(如氮化鎵、人工智能等)相結(jié)合,創(chuàng)造出更具創(chuàng)新性的工業(yè)應(yīng)用解決方案。
GaN技術(shù)將繼續(xù)發(fā)展,以滿足更高功率密度和能效的需求。
隨著技術(shù)的不斷成熟和生產(chǎn)成本的降低,GaN的應(yīng)用將變得更加廣泛。
多層次的政策及補貼給SiC和GaN功率器件的發(fā)展帶來了良好的支持,進一步推動了行業(yè)的發(fā)展。
隨著全球減碳目標和能源轉(zhuǎn)型的推進,SiC和GaN功率器件因其高效率、低損耗的特點,在新能源發(fā)電、高壓直流輸電等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,有助于推動綠色能源的發(fā)展。
綜上,SiC和GaN功率器件市場具有廣闊的發(fā)展前景和巨大的市場潛力。隨著技術(shù)的不斷進步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,SiC和GaN功率器件將在電力電子市場中發(fā)揮更加重要的作用。
在激烈的市場競爭中,企業(yè)及投資者能否做出適時有效的市場決策是制勝的關(guān)鍵。中研網(wǎng)撰寫的SiC和GaN功率器件行業(yè)報告對中國SiC和GaN功率器件行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、競爭格局及市場供需形勢進行了具體分析,并從行業(yè)的政策環(huán)境、經(jīng)濟環(huán)境、社會環(huán)境及技術(shù)環(huán)境等方面分析行業(yè)面臨的機遇及挑戰(zhàn)。同時揭示了市場潛在需求與潛在機會,為戰(zhàn)略投資者選擇恰當?shù)耐顿Y時機和公司領(lǐng)導(dǎo)層做戰(zhàn)略規(guī)劃提供準確的市場情報信息及科學(xué)的決策依據(jù),同時對政府部門也具有極大的參考價值。
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