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:性能爆发的突破口
作者:小虎 阅读:23

尽管受到疫情的短期影响,但SiC设备的市场收入仍在持续增长,预计到2025年将超过30亿美元。EV/HEV依然是SiC器件的杀手级应用。尽管H1-2020全球增长放缓,但SiC解决方案的设计成果最近翻了一番,2019-2020年市场前景光明。

Yole development预测,到2025年,GaN业务将超过6.8亿美元。比如2019年底,Oppo的盒内快充采用了GaN HEMT,提高了这种宽禁带材料的通透性。与GaN终端消费者的接触只是一个开始,它将被量产。

到2025年,GaN RF3设备的总市场将超过20亿美元。Yole Developpement预计CAGR在2019年至2025年间将达到12%。电信和国防的应用促进了这个市场的发展。军用氮化镓射频器件有望快速发展。预计到2025年,收入将超过10亿美元。Gan业务不仅取决于OEM技术的选择,还取决于地缘政治背景。

射频GaAs模具市场将从2019年的约28亿美元增长到2025年的超过36亿美元。这个市场是由对5G和Wi-Fi6手机应用不断增长的需求推动的。

5G电信基础设施:GaN的优势

“在动态的5G基础设施市场,对更高效天线类型的竞争仍在继续。RRH7到AAS8的订阅技术将使射频前端从少量高功率射频线路转变为大量低功率射频线路。”与此同时,Sub-6 GHz和毫米波频段更高频率的部署促使原始设备制造商寻找新的天线技术平台,这需要更大的带宽、更高的效率和更好的热管理。在这种情况下,GaN技术已成为LDMOS和GaAs在RF功率应用中的有力竞争对手,它表现出持续的性能和良好的可靠性,有可能降低系统级的成本。在进入4G LTE电信基础设施市场后,GaN-on-SiC有望在5G Sub-6 GHz RRH的实现中保持其强势地位。但在5G Sub-6 Ghz以下的新兴市场,作为大规模MIMO部署,GaN和LDMOS的竞争仍在继续。虽然低成本LDMOS技术在6 GHz以下的高频性能方面取得了显著进步,但GaN-on-SiC提供了出色的带宽、PAE和功率输出。

电信和国防应用推动射频GaN的蓬勃发展

和国防应用推动了射频氮化镓(RF GaN)的蓬勃发展。根据市场研究机构Yole dédevelopment的调查,2017-2023年RF GaN行业的年复合增长率达到23%。随着产业的不断发展,到2017年底,RF GaN市场产值已经接近3.8亿美元,2023年将达到13亿美元以上。

目前,国防仍然是RF GaN的主要市场,因为其专业化的高性能需求和低价格敏感性,这为GaN基产品提供了许多机会。2017-2018年,国防部门占整个射频GaN市场的35%以上,完全没有减少的趋势。Yole dédevelopment高级技术和市场分析师林红表示,我们相信,随着GaN的全面渗透,这一重要的GaN市场将继续增长。

GaAS,功率半导体工业的关键部分

GaAs是手机市场的主要应用领域,每部手机的PA含量都在增加。一般来说,4G LTE手机需要覆盖多个频段,每部手机的PA数量都在增加。5G PA的需求至少是4G的两倍。由于对线性度和功率有严格的要求,GaAs成为了射频前端放大器的最佳选择。虽然CMOS芯片成本更低,但在模块和性能上并不一定优于GaAs。

Yole composite semiconductor and emerging materials的技术和市场分析师Poshun Chiu解释说,“在移动连接方面,Wi-Fi 6在2019年开始进入市场,一些OEM厂商推出了带有Wi-Fi 6的新手机,如三星的Galaxy S10和iPhone 11。小米是中国第一家拥有Wi-Fi 6的手机公司。与传统解决方案相比,GaAS解决方案因其线性度和高功率输出而变得极具价值。”

功率SiC器件的繁荣得益于汽车应用

自SiC首次商业化以来,电源的应用推动了功率SiC器件的市场。尽管如此,在2018年,SiC在特斯拉逆变器上显示出价值后,汽车已经成为杀手级应用。此后,不同汽车制造商公布的SiC解决方案设计奖项翻了一番。2020年,比亚迪还为其高级车型采用了基于SiC的主逆变器解决方案。预计其他汽车制造商,如奥迪、大众和现代,将在其下一代车型中采用SiC。

在繁荣的SiC电源市场中,汽车市场无疑是最重要的驱动力,到2025年将占据整个设备市场的60%以上。

Ezgi Dogmus:“然而,在新冠肺炎病毒全球爆发后,几乎所有的汽车原始设备制造商都不得不关闭,供应链面临严重中断。在这种情况下,我们预计2020年功率SiC市场的同比增长将放缓至7%,这将对2020年第一季度和第二季度产生重大影响。”

此外,Yole dédevelopment的逆向工程和成本核算公司System Plus Consulting对复合半导体和电源技术以及领先半导体公司做出的技术选择进行了深入分析。

Yole关于SiC和GaN应用的复合半导体季度市场监测报告于每年3月、6月、9月初和12月发布。这些服务的目的是深入介绍快速变化的市场动态和主要参与者的策略。

Yole的季度市场监测报告在20年第四季度进行了改进,并逐渐包括两个模块:

I:用于电力电子应用的氮化镓和碳化硅

模块二:用于射频电子应用的GaAs和氮化镓

此外,市场研究和战略咨询公司Yole还发布了年度RF GaN和GaAs技术与市场报告:GaN RF市场、参与者、技术和衬底报告,以及2020年GaAs晶圆和Epiwafer市场报告、光子学、led、显示器和光伏应用。

GaN射频市场:以美国和日本为主,欧洲次之,中国新进入

最后介绍一下主要玩家分布。从专利数量来看,据Yole统计,2019年全球3750多项专利可以分为1700多个专利家族。这些专利涉及射频GaN外延、射频半导体器件、集成电路和封装等。科锐(Wolfspeed)专利实力最强,在GaN HEMT针对射频应用的专利竞争中处于领先地位,尤其是在GaN-on-SiC技术方面,遥遥领先于其主要专利竞争对手住友电气和富士通。和Intel MACOM是目前最活跃的RF GaN专利申请人,主要集中在GaN-on-Si技术。Ganhemt相关专利领域的新进入者主要是中国制造商,如HiWafer、三安集成和华进创维。

自2011年以来,与RF GaN-on-Si相关的专利一直在稳步增长,而与GaN-on-sic相关的专利一直在波动。在硅上射频专利中,17%的射频氮化镓专利明确表示它们用于氮化镓衬底。主要的专利受让人是Intel和MACOM,其次是住友电气、英飞凌、松下、HiWafer、CETC、富士通和三菱电机。

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