○▲-◁•▪：在智能电网领域的应用前景展望 /

　　与此同时▷◆☆-▷○，SiC 需求方的增长在近年呈现爆发式增长●…○▪●▷。以特斯拉为例…--▷▪，2021 年特斯拉电动汽车全年产量约 93 万辆▽◁▲▲▪▪，据测算…▽，如果这些车辆搭载的功率器件全采用 SiC …▪□=，单车用量将达到 0▲▪.5 片6寸 SiC 晶圆☆-，一年的6寸 SiC 晶圆需求就高达46▽☆…-▽.5万片●☆▷▲▽•，以如今全球 SiC 衬底产能来看甚至无法满足一家车企的需求=■▼△=•。

　　SiC的一个重要里程碑是1955年▽=▷，飞利浦实验室的 Lely发明 SiC 的升华生长法(或物理气相传输法▲☆■▪，即 PVT 法)•-，后来经过改进后的PVT 法成为 SiC 单晶制备的主要方法-★…▼=▽。这也是SiC作为重要电子材料的起点●▼▲-=▷。

　　为了帮助下文理解•◇=▪◆，这里解释一下 SiC 衬底=-=▷☆•、晶圆◆☆○、外延片的关系以及区别■▽◇•○。SiC 衬底是由 SiC 单晶材料制造而成的晶圆片◇▲=••=，衬底可以直接进入晶圆制造环节生产半导体器件□◆☆▲◆，也可以经过外延加工●-▷-，即在衬底上生长一层新的单晶==▲，形成外延片■-。新的单晶层可以是 SiC▽○=，也可以是其他材料(如GaN)■▼▷。而晶圆可以指衬底-=○■=•、外延片▲◇□、或是已加工完成芯片后但尚未切割的圆形薄片☆•△。

　　知识科普 /

　　材料通常具备更宽的禁带宽度-▷☆□■…、更高的击穿场强◇▽■☆…、更高的热导率☆☆，电子饱和速率和抗辐射能力也更胜一筹◆●…◇•-，在高

　　但目前 SiC 产业仍处于产能铺设初期◆…●○…◁，2020年开始海内外大厂都纷纷加大投入到 SiC 产能建设中★▲-。国内仅 2021 年第一季度新增的 SiC 项目投资金额就已经超过 2020 年全年水平△▼=▲，是 2012-2019 年 SiC 领域合计总投资值的5倍以上◇□◁-•○。三安光电预测◇▲，2025年 SiC 晶圆需求在保守与乐观情形下分别为219和437万片=■，车用碳化硅需求占比60%▷-◇，保守情况下碳化硅产能缺口将达到123万片◆◆，乐观情况下缺口将达到486万片▷▪…★。

　　在材料端★□△-， 2020 年全球 SiC 衬底市场价值为 2△★▽.08 亿美元▷☆□。对于市场未来的增长△…☆▷，Yole预计到 2024 年全球 SiC 衬底市场规模将达到11亿美元★●，2027年将达到33亿美元▽▼，以2018年市场规模1■●■●▼△.21亿美元计算■□○，2018-2027年的复合增长率预计为44%□●。

　　动静态测试方案亮相IFWS /

　　领域□▽▪◇△=，开启电子技术的新纪元 /

　　当前 SiC 市场中△○，全球几大主要龙头 Wolfspeed■○、罗姆-○■☆、ST★▪△、英飞凌…▷▷▲•、安森美等都已经形成了 SiC 衬底▷▪△、外延●-、设计●…△■、制造○★○●…◆、封测的垂直供应体系凯发登录首页=□。其中☆•，除了 Wolfspeed 之外■◇•★，其他厂商基本通过并购等方式来布局 SiC 衬底等原材料▪■，以更好地把控上游供应○…△▪-◇。

　　照明▼…☆=、新能源汽车▲▷、新一代移动通信○◇▷、新能源并网△★、高速轨道交通等领域具有广阔的应用前景▲□◇•▪。2020年9月☆☆，

　　文章出处■▼：【微信号▷■■=□○：elecfans●●，微信公众号=■☆：电子发烧友网】欢迎添加关注◆▷•▲☆◁！文章转载请注明出处●▷▲▲。

　　目标•=▼●◇?△▲▼•-•.=…◆●•▪.=▪▲●.▪▽▲.▽◇◆.◆■□•△. 前言☆•▲☆○： 凭借功率密度高•▪、开关速度快▽★■•、抗辐照性强等优点●○，以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)为代表的

　　及相关领域的知名专家学者●○☆◇、企业领导◁■▲□◇●、投资机构代表参与大会▷☆。中科院•▪○▽▷★、北京大学▷=-▽▽、香港科技大学◆△-◇△、英诺赛科●=▽-◆、三安光电等科研院所△▽▲、企业代表围绕

　　另外◆▪▪◇=•，在射频 GaN行业☆◁▪▷…▽，采用 SiC 衬底▲-…◇□，也就是 GaN-on-SiC(碳化硅基氮化镓)技术发展得最早■▲★-•■，市占率也最高•▪，同时在射频应用领域已经成为LDMOS和砷化镓的主要竞争对手★◆▽。除了在军用雷达领域的深度渗透□▽▪•●，GaN-on-SiC 还一直是华为◇•▪●△、诺基亚等通信基站厂商5G大规模MIMO基础设施的选择•○•★☆。根据 Yole 的统计△…▪▪，2020 年全球 GaN-on-SiC 射频器件市场规模为8…▷•.86亿美元▲◇◆▲，预计 2026 年将达到 22◁△○△▷.2 亿美元○▪▲=，2020-2026 年复合增长率为17%▲•◇。

　　随着 6 英寸 SiC 单晶衬底和外延晶片的缺陷降低和质量提高◁•==□•，使得 SiC 器件制备能够在目前现有 6 英寸 SiC 基功率器件生长线上进行▷△。而国际大厂纷纷布局的8英寸的 SiC衬底有望在2022年上半年=◆…★○△，由 Wolfspeed 率先实现量产▼◁…◆◇□，这将进一步降低 SiC 材料和器件成本▽•，推进 SiC 器件和模块的普及●▽□□•=。

　　得益于材料特性的优势■◁•，SiC 在功率器件领域无疑会逐渐取代传统硅器件…○，成为市场主流◁◇▽▽◁…。而这个进程随着 SiC 量产和技术成熟带来的成本下降■=●•◇，以及终端需求的升级而不断加速★=…★•。包括新能源汽车电驱系统往 800V 高压平台发展◇□、480kW充电桩●△…-•、光伏逆变器向高压发展等•==，技术升级的核心=……◁•，预计 2021 年到 2030 年 SiC 市场年均复合增长率(CAGR)将高达50□◆●▽•▪.6%▲△◇★△•，2030 年 SiC 市场规模将超 300 亿美元◇◁◆。

　　国内方面•◇○□▽▷，由于产业布局相比海外大厂要晚□☆▲•▼，而 IDM 模式是加速发展的最有效方式之一☆☆○■-▪，包括三安光电■□▽=、泰科天润◇△•●、基本半导体等 SiC 领域公司都在往 IDM 模式发展▽☆□-△□。三安光电投资160亿元的湖南三安半导体基地在去年6月正式投产▲□•☆，这也是国内第一条●☆○◁•、全球第三条 SiC 垂直整合产业链▼○=□=，提供从衬底▪□•◆▼…、外延☆▼•、晶圆代工●☆○◇◆★、裸芯粒直至分立器件的灵活多元合作方式▷▪…■●，有利于形成当地宽禁带半导体产业聚落◇◆△□◆，加速上游 IC 设计公司设计与验证迭代•▲▪，缩短下游终端产品上市周期-•。

　　电子发烧友网报道（文/刘静）在新能源汽车◁•、光伏•☆★▪▼☆、储能等新兴领域的需求带动下△●◆▽，

　　文章出处=▽-▲：【微信公众号○●•☆☆▽：电子发烧友网】欢迎添加关注▼▷□!尽管 SiC 无论在功率器件还是在射频应用上市场需求都有巨大增长空间★•◆●★，2021 年 SiC 晶圆全球有效产能仅20-30万片▷◁-○。但目前对于 SiC 的应用-★=，主要是 SiC 衬底产能跟不上需求的增长□=▲◆▽。文章转载请注明出处○◁▷●■。据统计◆…▷，还面临着产能不足的问题▽•=…▽，2021年全球 SiC 晶圆全球产能约为 40-60 万片◇□■▷，结合业内良率平均约50%估算○▪▼•=☆，

　　SiC 产业链可以分为四个主要环节▲◆•，分别是衬底/晶片■==★、外延片•◇□◆▽，器件制造以及终端应用●☆▽•。其中每个环节的具体构成会在后面几期中逐一解析••□★◁☆。

　　自上世纪80年代开始▷●，以 SiC▽■、GaN 为代表的第三代半导体材料的出现△☆●，催生了新型照明■■○、显示☆△-◇、光生物等等新的应用需求和产业-••▪●。其中SiC是目前技术…□、器件研发最为成熟的宽禁带半导体材料▽•。

　　的四大分类与应用探索 /

　　发烧友编辑部出品的深度系列专栏△□，目的是用最直观的方式令读者尽快理解电子产业链■★，理清上▽▪◁☆▷、中=◇●▲▲•、下游的各个环节-■▪▪★，同时迅速了解各大细分环节中的行业现状★▼。我们计划会对包括产业上下游进行梳理…◇▷-▽，眼下大家最为关注○▪◇○，也疑惑最多的是第三代半导体◁▷○□◆，所以这次就先对它来一个梳理分析◆▲。

　　第三代半导体材料是以 SiC(碳化硅)◆○、 GaN(氮化镓)为代表(还包括 ZnO 氧化锌★△■=、GaO 氧化镓等)的化合物半导体◆…○▲•，属于宽禁带半导体材料•◆•。禁带宽度是半导体的一个重要特征▽•=。固体中电子的能量是不可以连续取值的●△▲，而是一些不连续的能带◇▪，要导电就要有自由电子或者空穴存在•◇◆，自由电子存在的能带称为导带(能导电)◇●-，自由空穴存在的能带称为价带(亦能导电)□■▼○●▲。被束缚的电子要成为自由电子或者空穴-•●▲，就必须获得足够能量从价带跃迁到导带◁••▼◁▼，这个能量的最小值就是禁带宽度△▷…▼◇●。

　　同时…★-，这种趋势也导致目前 SiC 产业中不仅仅是下游往上游布局…■●，而上游厂商也同时在下游发展▷◇。SiC 产业可以说是▽◁“得衬底者得天下●=”○△●•●▼，SiC 衬底厂商掌握着业内最重要的资源▲●，这也为他们带来了极大的行业话语权◇=。

　　融资超62起-•▽，碳化硅器件及材料成投资焦点 /

　　下一期☆■•=▷，带你了解SiC器件成本构成▽◁◇=○、产业链各环节构成▪○▼●★-，探讨国内外SiC产业链差距究竟有多大•▷▷◆?

　　看点尽在《GaN的SIP封装及其应用》 /

　　在应用端-▲，2020年全球 SiC 功率器件市场规模为6▲…▷★☆.29亿美元△◇◁●▽•，mordorintelligence 预计到2026年将达到 47•★-=.08 亿美元○◁▪，2021-2026 的年复合增长率为 42▪…▪□●▼.41%▽▼■。其中由于电动汽车的爆发○△，汽车行业将是 SiC 功率器件的主要增长应用△○◆■▷■，而亚太地区会是增长最快的市场•-★…▲。亚太地区受到包括中国大陆◁●=、中国台湾▷△◆○-、日本○●◁、韩国的驱动▪•◇，这四个地区共占全球半导体分立器件市场的 65% 左右▷••☆●。在光伏逆变器上★•，SiC 渗透率也呈现高速增长•△-▲…，华为预计在2030年光伏逆变器的碳化硅渗透率将从目前的2%增长到70%以上▼○□▼•□，在充电基础设施•△、电动汽车领域渗透率也超过的80%▷●◆▲，凯发登录首页▲▽▪•、服务器电源将全面推广应用◆▽○★。

　　而 GaN 于1969 年首次实现了 GaN 单晶薄膜的制备▲▪，在20世纪90年代中期=△●▲，中村修二研发了第一支高亮度的 GaN基蓝光LED-☆▽○▪…。随后的十多年时间里◁△，GaN 分别在射频领域比如高电子迁移率晶体管(HEMT)和单片微波集成电路(MMIC)•■，以及功率半导体领域起到了重要作用□△。2010年==●▪，国际整流器公司(IR▲■★●○，已被英飞凌收购)发布了全球第一个商用GaN功率器件•○■•▪，正式拉开GaN在功率器件领域商业化大幕…△●-▲。2014 年以后□▽，600V GaN HEMT 已经成为 GaN 器件主流□=■。2014年☆●○•=★，行业首次在 8 英寸 SiC 上生长 GaN 器件○★◁。

　　以及芯片的核心材料 /

　　材料被广泛应用于电力电子-•=•、光电子学和无线通信等领域○●▼●★=，以提高设备性能和效率☆◁◁=□◆，并

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　　与此同时△●，衬底又是整个 SiC 产业链中技术门槛最高▪◇-★、成本占比最大的环节★▼▼=●，占市场总成本的50%左右△△。华为在《数字能源2030》白皮书中提到◁▼◆=●，SiC 的瓶颈当前主要在于衬底成本高(是硅的 4-5 倍■▷……，预计未来 2025 年前年价格会逐渐降为硅持平)◁=■●…，受新能源汽车◆-■、工业电源等应用的推动凯发登录首页▪▲△…，碳化硅价格下降▪☆▲•，性能和可靠性进一步提高◁=。碳化硅产业链爆发的拐点临近●◁◁，市场潜力将被充分挖掘◆▽●●■。

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　　而更宽的禁带▲○，意味着从不导通状态激发到导通状态需要的能量更大★◇◆★▷，因此采用宽禁带半导体材料制造的器件能够拥有更高的击穿电场●▷=▲…◁、更高的耐压性能☆•▼=○、更高的工作温度极限等等★○▪。第三代半导体与 Si(硅)□▽△、GaAs(砷化镓)等前两代半导体相比▽•◇▼，在耐高压◁◇▷●、耐高温▽★、高频性能▽•★□○、高热导性等指标上具备很大优势◆△，因此 SiC-▽、GaN 被广泛用于功率器件▽•…▲●▷、射频器件等领域▷-■★◇▼。

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　　3) 掌握上下游整合能力可以加速产品迭代周期◆○●，有效控制成本以及产品良率凯发登录首页◁-△◆▷。

　　应用迈向LED下游应用关键的一步△◆=◆。 于LED封装领域△▲○◁□☆，国星光电经过多年

　　SiC 与 GaN 相比□◇▷◆，拥有更高的热导率▲□▽★▷◇，这使得在高功率应用中■▲▷▪★•，SiC 占据统治地位△▪;与此同时■•-▪□，GaN 相比 SiC拥有更高的电子迁移率☆▷…=，所以GaN具有高的开关速度•-▽▪，在高频应用中占有优势□▪☆。

　　经过超过 60 年的发展▲○●○★•，硅基半导体产业自台积电创始人张忠谋开创晶圆代工模式后◇▪☆=◁=，目前已经形成了高度垂直分工的产业运作模式☆○▼■。但与硅基半导体产业不同●▲，SiC 产业目前来看…●…•，主要是以 IDM 模式为主▪◆▼=。