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传统材料Bulk Si技术近极限 功率半导体大厂加速投入GaN、SiC开发

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DIGITIMES Research观察,传统以块体矽(Bulk Si)材料为基础的功率半导体逐渐难提升其技术表现,业界逐渐改以新材料寻求突破,其中氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)材料技术最受瞩目,氮化镓具有更高的切换频率,碳化硅则能承受更高温、更大电流与电压,而原有的矽材仍有成本优势,预计未来功率半导体市场将三分天下。

更高的耐受温度、电压,或更高的切换频率、运行频率,分别适用在不同的应用,对于电动车、油电混合车、电气化铁路而言需要更高电压,对于新一代的移动通信基地台,或资料中心机房设备而言,则需要更高的切换频率。

氮化镓、碳化硅技术表现虽佳,但现阶段发展上有其挑战,包含过高的成本、技术表现可靠度不足、可供货业者有限,以及缺乏配套的封装集成技术等,不过业界正逐一寻求突破。

业界为了加速发展新材料功率半导体已进行多项商业布局,包含投资新创业者、发动购并、事业体分拆、技术合作等。期许让功率半导体获得新应用话题、新成长动能。

丰田汽车用碳化硅制程提升能源效率、减少容积
资料来源:丰田汽车,DIGITIMES整理,2015/11

内文目录

  • 功率半导体的技术转向
  • 块体矽近极限
  • 更多趋势指向GaN、SiC
  • GaN、SiC的技术挑战
  • GaN、SiC的商业布局
  • Si、GaN、SiC三者并存

图表目录

  • 功率半导体寻求材料突破以延续发展
  • 电压、电流、频率三方面检视功率开关表现
  • 丰田汽车用碳化硅制程提升能源效率、减少容积
  • 功率半导体适合的应用
  • 三氧化二镓功率实验室表现超越碳化硅
  • 5 个图表

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