第三代半導體是什麼?

2020-10-08

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第三代半導體指的是SIC碳化矽和GaN氮化鎵材料。   

   

功率半導體的技術和材料創新都致力於提高能量轉化效率(理想轉化率100%),基於 SIC 材料的功率器件相比傳統的 Si 基功率器件效率高、損耗小,在新能源車、光伏風電、不斷電供應系統、家電工控等有廣闊的應用前景。目前 SIC 行業發展的瓶頸主要在於 SIC 襯底成本高(是 Si 的 4-5 倍,預計未來 3-4 年價格會逐漸降為 Si 的 2 倍),同時 SIC MOS 為代表的 SIC 器件產品穩定性需要時間驗證。國內外 SIC 產業鏈日趨成熟,成本也在持續下降,產業鏈爆發的拐點臨近,Yole 預計 SIC 器件空間將從 2019 年4.8 億美金到 2025 年 30 億美金 2030 年 100 億美金,即 10 年 20 倍增長。 

        

SIC 材料具有明顯的性能優勢。SiC 和 GaN 是第三代半導體材料,與第一二代半導體材料相比,具有更寬的禁帶寬度、更高的擊穿電場、更高的熱導率等性能優勢,所以又叫寬禁帶半導體材料,特別適用於 5G 射頻器件和高電壓功率器件。

           

SIC 的功率器件如 SIC MOS,相比於 Si 基的 IGBT,其導通電阻可以做的更低,體現在產品上面,就是尺寸降低,從而縮小體積,並且開關速度快,功耗相比于傳統功率器件要大大降低。
在電動車領域,電池重量大且價值量高,如果在 SIC 器件的使用中可以降低功耗,減小體積,那麼在電池的安排上就更遊刃有餘;同時在高壓直流充電樁中應用 SIC 會使得充電時間大大縮短,帶來的巨大社會效益。