IHS：全球SiC和GaN功率半导体市场2023年预计达到25亿美元

据市场调研机构IHS公司在《SiC和GaN功率半导体世界市场-2014版》报告中指出，受到混合和电动汽车、光伏（PV）逆变器和其他应用对电力供应需求增长的激励，全球碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）功率半导体新兴市场在未来10年增长17倍，从2013年的1.5亿美元增长到2023年的25亿美元。

SiC和GaN功率半导体在几年内一直试图确立关键的应用场合。然而，约15%的最终市场还会有新的器件应用，这些在研新器件距生产尚需2-3年。此外，除了混合动力车和电动车本身的市场，电动汽车充电设施市场（包括用于插电式混合动力车和纯电动汽车的蓄电池充电站）也是SiC和GaN功率器件潜在的令人关注的应用场合。因为尚无混合电动汽车（HEV）充电设施的全球统一标准，所以有描述各种层次或模式的交流和直流充电的相互竞争的各类标准。所有的各种交流充电系统都是机电系统，需要少量功率半导体。IHS的报告因此只考虑直流或“快速充电”系统，因为这些都是AC-DC电源，将三相交流电源转换成电流为125-400A，电压高达480-600V的直流电源（最大输出功率为240kW）。

无线充电技术给电池供电设备充电是通过空气而非电力电缆发射功率。虽然需要指定的邻近距离，这一充电技术在移动电话、游戏机、笔记本电脑、平板电脑、电动汽车和其他日用电器中日益普及。设计的感应充电解决方案符合无线电力联盟（WPC）Qi标准或电力事项联盟（PMA）标准，此方案中SiC和GaN功率半导体可以忽略不计，因为硅金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）足以在低频段运行。相反，具有快速开关能力的SiC和GaN功率半导体是磁共振能量传输应用中的理想选择，可以在无线电源联盟（A4WP）标准的较高频段工作。

SiC功率器件的唯一应用场合是电池驱动的电动汽车，如插电式混合动力汽车（PHEV）等。使用SiC功率模块的另外2个场合是风力涡轮机和牵引。在这两种情况下应用最大障碍是高成本、未经证实的可靠性、缺乏高额定电流模块，特别是SiC模块。这两个应用场合都需要电压1700V的SiC模块，但已经开发的SiC晶体管很少能达到此电压值。试验尚在进行，但商业化生产预计从2016年或2017年开始。高压SiC技术还有许多新的医疗应用和其他潜在工业应用。

GaN器件更适合为数众多的低压消费电子产品。低压GaN器件的新应用包括许多新兴技术，如无线包络跟踪、光探测和测距（LIDAR）、B类音频放大器和医疗设备，有望未来显著增长。IHS表示，确定市场增长的关键因素是SiC和GaN器件如何快速实现与硅MOSFET、绝缘栅双极晶体管（IGBT）或整流器的相同性价比。预计在2020年实现价格和性能同等，2023年SiC和GaN功率市场将经历巨大增长。（工业和信息化部电子科学技术情报研究所  黄庆红）