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GaN半導體器件迎來紅利期?2027年市場規模將達408億!

作者:handler人氣:965發表時間:2020-10-20 18:06

于摩爾定律即將走到極限,各家半導體業者正尋求第三代半導體開發。所謂第三代半導體系指材料以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)及硒化鋅等寬頻半導體為主,有別于第一代的硅(Si)、第二代的砷化鎵(GaAs)之半導體材料。

根據市場研究機構預測,2027年,全球GaN半導體器件市場規模預計將達到58.5億美元(折合人民幣約408億元),從2020年到2027年,復合年增長率為19.8%。市場增長原因,因氮化鎵(GaN)技術進步及在各種半導體器件產品應用呈現增長態勢,例如:5G無線通信設備的需求(主要在國防通信領域、E類,F類和C類功率放大器)推動需求的成長。

在航空航天和國防技術公司方面,例如LHX.US、NOC.US、BAESY.US正在與政府機構合作,將氮化鎵半導體用于軍事電子戰(EW)系統和AESA雷達應用。2012年2月,NOC.US公司設立了先進技術實驗室,以開發用于關鍵軍事項目的氮化鎵半導體。該公司與美國政府已投資超過3億美元,用于在軍事系統中開發和集成GaN半導體,以增強太空,飛機和地面防御通信系統的功能。

一些公司動態,如恩智浦(NXPI.US)宣布在美國建廠所要生產5G用芯片,材料也是氮化鎵;Transphorm公司(硅芯片上氮化鎵功率器件的初創公司)宣布已完成一筆3500萬美元的E輪融資。本輪融資由日本創新網絡公司(INCJ)和日本國際電子公司(NIEC)領導。

還有,電動車輛的車載充電站和EV充電樁的供應設備中對GaN半導體裝置的需求已經增加。例如,在2019年10月,名古屋大學發布了一款完全使用氮化鎵半導體裝置的電動汽車All GaNVehicle。與目前使用SiC開發的電動汽車相比,該汽車的效率提高了20%。由于這些芯片在車載資通訊娛樂主機(IHU)和高級駕駛員輔助系統(ADAS)等汽車應用中的使用量不斷增加,因此預計8英寸芯片市場將受到高度關注。

由于,對高效和高性能射頻零組件的需求不斷增長,以及中國、日本和韓國等國家的電動汽車產量激增,亞太地區有望成為GaN增長最快的地區市場。例如,中國『十四五規劃』投入10兆人民幣搶占第三代半導體自主。

GaN半導體裝置零組件,包括:晶體管、二極管、整流器、電源IC及其他。

目前,氮化鎵(GaN)半導體裝置市場主要參與者:

· Cree(CREE.US)

· Efficient Power Conversion Corporation

· 富士通有限公司

· GaN Systems

· 英飛凌科技股份公司

· NexGen電力系統(NXE.US)

· 恩智浦半導體

· Qorvo, Inc.(QRVO.US)

· 德州儀器公司(TXN.US)

· 東芝公司

從一些地區來看,日本也由政府集結上中下游產業合作發展GaN,5年內撥款90兆日圓資助研發氮化鎵在半導體方面應用的大學、企業,目標2020年代后半全面量產。雖然,碳化硅發展比氮化鎵更成熟,但日本是全球第一個研發氮化鎵的國家,而且發展為成熟的材料自然有更多未來性,都可能是日本經產省決定押寶氮化鎵的原因。物理學界曾有研究指出,若所有半導體都改用氮化鎵為材料,目前所有電子產品耗電能減少10至25%。

中國計劃正在制訂的『十四五規劃』(2021-2025年期間)將納入第三代半導體產業發展,從教育、科研、開發、融資、應用等等各個方面,大力支持發展第三代半導體產業,以期實現半導體產業獨立自主。但目前尚不知是否集中發展GaN半導體。

歐盟也將上中下游產業聚集合作,搶攻第三代半導體產業發展。

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