发布日期：2024-09-06 20:12 点击次数：66
界面新闻记者|李彪白丝 双马尾
如若说PC、智高东说念主机的普及是硅半导体的立异，现在在大家掀翻扩产潮的第三代半导体碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）正在寻找下一个落地应用的风口。
第三代半导体主要指具有宽带隙特点（注：带隙主要指是指半导体材料中电子从价带跃迁到导带所需的最小能量，大于2.5eV为宽带隙，硅的带隙约为1.1eV，锗为0.66eV）的半导体材料，因此又称宽禁带半导体，主要包括碳化硅（SiC，带隙为3.2eV）、氮化镓（GaN,，带隙为3.4eV）。
与第一代半导体硅（Si）和第二代半导体砷化镓（GaAs）比拟，第三代半导体在高温、高压、高频这一类的顶点条目下使命更分解且耗尽能量更少，具备更好的性能施展。
近些年跟着硅晶体管尺寸贴近物理极限，通过减弱晶体管尺寸来培植集成电路性能的模范变得越来难走通，第三代半导体成为了行业探索的新材料标的。
作为新工夫，第三代半导体的资本全体远高于传统的硅材料。雷同坐褥一个功率半导体元器件，碳化硅的价钱是硅的3到5倍，氮化镓资本相对更高。因此按照行业也曾探索杜撰硅的资本走过的“研发-量产-杜撰资本-大限制应用”限制化说念路，现在围绕碳化硅与氮化镓的落地，大家正在掀翻扩产潮。
碳化硅的发展速率全体快于氮化镓。近些年来碳化硅被特斯拉等新动力汽车厂商大限制引入车费力率半导体范畴白丝 双马尾，用来坐褥车载充电器和DC/DC退换器等重要部件。这些应用有助于培植电动汽车的性能，包括加多续航里程、裁汰充电时辰和培植全体能效。
跟着碳化硅的加速上车，汽车电子巨头齐在加大范围齐在大范围扩产，其中以功率半导体巨头英飞凌扩产动作最多。
本年8月，英飞凌在马来西亚居林建立的大家最大的200毫米碳化硅(SiC)功率半导体晶圆厂新工场一期神志开业，这亦然现在死心大家最大的200毫米碳化硅晶圆厂。按照英飞凌的谋略，公司打算五年内向居林工场投资50亿欧元，打算是到2030年之前，在大家碳化硅市集合所占的份额培植到30%，碳化硅年收入跨越70亿欧元。
除新动力汽车外，碳化硅的应用渐渐渗入干涉光伏、储能等范畴，现在大家碳化硅市集由几家国外厂商主导，英飞凌、意法半导体、Wolfspeed、Rohm、Onsemi这五家家公司占有约莫70%的市集份额。国内企业如天岳先进、士兰微、瀚天天成、山东天承等也在积极扩产，在市集合占据一隅之地。
与碳化硅比拟，氮化镓在限制与发展速率上有一定差距，应用资本也相对高。但近些年行业也在加速整合，开拓市集。
小马大车氮化镓由于不错在更小的尺寸下提供更高的功率输出，最早便被引入消费电子范畴，用来坐褥PC及智高东说念主机所用的小功率电子居品，如快充充电器、5G通讯和WiFi器件，现在也被被引入自动驾驶激光雷达、数据中心、光伏等大功率工业拓荒应用市集。
此外，氮化镓还具有稀奇的上风。氮化镓晶体不错在多样衬底上助长，包括蓝相持、碳化硅（SiC）和硅（Si）。坐褥氮化镓不错使用现存的硅制造基础时事，从而无需使用资本很高的特定坐褥时事，何况可罗致低资本、大直径的硅晶片。
好意思国一家作念氮化镓功率器件的公司EPC首创东说念主AlexLidow近期罗致界面新闻采访时先容，现在行业大齐不错垄断原有的硅芯片厂拓荒坐褥氮化镓，不需要大限制投资建立新厂，这也在一定程度上杜撰了氮化镓落地的门槛。
AlexLidow告诉记者，公司自2007年确立以来，其所坐褥的氮化镓居品依然野蛮应用在好多范畴，其中自动驾驶激光雷达、数据中心管事器是占比最大的两块应用拓荒市集，跟着生成式AI现在带动数据中心行业的爆发式增长，异日会进一步加速氮化镓居品的普及。
在此进程中，氮化镓的资本也进一步下探，价钱有但愿贴近致使比碳化硅更低。据其先容，在2015年傍边，EPC推出的氮化镓功率半导体eGaNFET在交流功率情况下依然不错作念到与功率MOSFET不相高下的价钱上风。
关于氮化镓的下一个风口，AlexLidow最看好东说念主形机器东说念主的应用远景。由于东说念主形机机器东说念主目田度急剧高潮，对电机运转器的需求量大幅加多。为了得到更高的爆发力，需要成立高功率密度、高成果的电机运转器，氮化镓的上风就在于此。他合计，东说念主形机器东说念主身上好多重要零部件齐更符合用氮化镓。天然现在东说念主形机器东说念主的十够数目还不够多，异日应用远景尚不安逸，但跟着特斯拉以及中国东说念主形机器东说念主公司齐在为量产打作为念准备，氮化镓公司作为供应商有但愿分到这个市集的第一波红利。
AlexLidow曾在传统硅半导体期间作为HEXFET功率MOSFET（六角形场效应晶体管）的共同发明者白丝 双马尾，领有三十多项功率半导体工夫专利。在他看来，硅半导体器件在性能和成果的培植上依然达到了瓶颈期，碳化硅、氮化镓奉陪行业扩产的程度会加速普及。EPC现在最紧迫的两大市集区别是好意思国、中国。中国面前亦然大家鼓动第三代半导体发展的紧迫国度力量。
