新能源汽車、5G手機 第三代半導體的“春天”

 從固話通訊和燃油汽車，到5G智能手機和新能源汽車，電力電子產品已經成為了我們生活的一部分，而這一過程的轉變都離不開寬禁帶半導體——第三代半導體。
 
  第三代半導體具備著高擊穿電場、高飽和電子速度、高熱導率、高電子密度、高遷移率等特點，因此被業內譽為固態光源、電力電子、微波射頻器件的“核芯”以及光電子和微電子等產業的“新發動機”。目前發展較好的寬禁帶半導體主要是SiC和GaN。

 
  根據IHS IMS Research的報告顯示，在未來十年，受到電源，太陽光電（PV）逆變器以及工業馬達的需求驅動，新興的SiC和GaN功率半導體市場將以18%的速度穩步成長，預計在2022年以前，SiC和GaN功率元件的全球銷售額將從2012年的1.43億美元大幅增加到28億美元。
 
  由于電動汽車和自動駕駛是驅動汽車市場向前發展的兩大驅動因素。在汽車當中有三大應用是與電源相關的，即充電器、DC-DC轉換器和牽引逆變器。在這三大用途中，牽引逆變器是目前為止可以從GaN和SiC技術中受益最多的。因為使用GaN和SiC器件后，可以減輕汽車的重量，提高能效，讓電動汽車能夠行駛更遠距離，同時可以使用更小的電池和冷卻系統。
 
  新能源電動汽車在近幾年發展的推動下，SiC功率器件的需求是一路猛增。據Yole統計，2017年SiC功率器件業務達到3.02億美元，較2016年的2.48億美元增長22%。采用了SiC MOSFET模塊的特斯拉Model 3實現了產能增長，Yole估計，到2023年，SiC功率半導體市場將達到15億美元。
 

 
  安森美半導體Technical Fellow，SiC開發領域負責人Thomas Neyer表示，“今天的SiC市場已經是3.5億美元的市場，預計未來五年內會增長到13億美元?！?br>  
  除了對新能源電動汽車的關注外，智能手機也是人們重點關注的對象之一，其使用效率、性能、尺寸等問題都亟需不斷的完善。
 
  在智能手機內置元器件尺寸方面，國內企業寧波中芯集成電路與蘇州宜確半導體就聯合宣布實現了砷化鎵射頻前端模組晶圓級微系統異質集成，這是目前業界中最緊湊的射頻前端器件，主要是面向4G和5G智能手機市場，滿足其對射頻前端模組進一步微型化的需求。
 
  在5G時代里，第三代半導體的需求量是不斷上升的，因為屆時一部智能手機不僅需要機身輕薄，還可能需要16顆PA(功率放大器)芯片，再加上需要更多的基站、大規模天線(Massive MIMO)、濾波器等。