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一起来看看半导体最重要的原材料
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一起来看看半导体最重要的原材料

2020-08-13 17:06:27 来源:钜亨网 点击:2208

【哔哥哔特导读】本文主要介绍了5G时代最重要的半导体材料-碳化硅(SiC),对比硅原材料制作出来的电子零组件,碳化硅有三个优点分别是:减少电能转换过程中的损耗、更容易实现小型化、更耐高温和高压。

进入到5G时代,5G商品大多数具有大功率、高压、高温等特点,传统式的硅(Si)原料因没法摆脱在高压、高频率中的损耗,因此已不能满足新时代的高新科技要求,这促使碳化硅材料(SiC)开始逐渐出类拔萃。

而利用SiC制作出的电子零组件相对于Si的优点关键来源于三个层面:减少电能变换全过程中的动能损耗、更容易完成微型化、更耐热和高压。

半导体

依据Yole Développement 报告强调,到2024年,SiC 功率半导体市场容量将提高至20亿美金,2018-2024年器件的年复合型增长率为30%。其中,汽车交易市场毫无疑问是最重要的驱动因素,汽车占SiC 功率半导体市场比例到2024年预估将达到50%。

SiC最大的应用市场:车用电子市场

因为SiC可以提供不错的电流强度,常被用于制作功率半导体的零组件。依据Yole强调,SiC最大的应用市场主要来源于轿车,与传统解决方法对比,利用SiC的解决方法可使系统效率更高一些、净重更加轻及构造更为紧密。

现阶段SiC零组件在新能源汽车上应用主要是输出功率操纵模块(PCU)、逆变器,及车载充电器等层面。

输出功率操纵模块:这是车电系统软件的神经中枢,管理电池中的电能与电动机之间的流入、传送速率。传统PCU是使用硅原料制成的,而强电流量与高压电穿过硅制晶体三极管和二极体时的电能损耗是混合动力汽车最关键的电能损耗来源。对于使用SiC原料则可大幅度减少这过程中的电能损耗,在10%左右。

逆变器:SiC用在车配逆变器上,可以大幅度减少逆变器规格及净重,保证轻量与环保节能。在同样输出功率级别下,全SiC摸组的封裝规格显著低于Si摸组,在43%左右,另外还可以让电源开关损耗减少75%。

特斯拉Model 3新能源汽车便是选用ST与Infineon生产制造的SiC逆变器,是第一家在主逆变器中融合全SiC输出功率摸组的汽车厂。

车载充电器:SiC零组件已经加快渗入至车载充电器行业。依据Yole统计分析,截止2018有超过20家汽车厂在自家车载充电器中选用SiC SBD或SiC MOSFET零组件,且这一销售市场在2023年以前有望达到44%的提高。

SiC 产业链

全世界SiC产业布局展现美国、欧州、日本三强鼎力趋势。其中又以美国半导体材料独大,占全世界半导体SiC年产值70%-80%左右。其实关键的半导体公司有Cree、Transphorm、II-VI、DowCorning等。

欧州层面则是有着详细的SiC全产业链,包括基底、磊晶、零组件及应用半导体产业链。关键半导体公司则有:Siltronic、ST、IQE、Infineon 等。

日本则是SiC机器设备和模组开发设计层面的领头羊。关键半导体公司则有:松下、罗姆半导体、住友电气、三菱化工、瑞萨、富士电机等。

中国内地虽然也有涉及的半导体公司,但发展仍在前期,经营规模远远比不上上述三个国家和地区的经营规模和整体实力。中国内地厂现阶段在基底、磊晶和零组件层面均有一定的布局。关键半导体公司有:中电科、天科合达、泰科天润、山东天岳、东莞天域、深圳基本半导体等。

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