由碳化硅电力设备市场驱动,n型碳化硅基板市场预计到2020年将以21%的复合年增长率(CAGR)从2014年的0.35亿美元成长至1.1亿美元。
上图为2020年n型碳化硅基板市场规模(单位:百万美元),左下角显示的是碳化硅晶片市场规模市场首选的电力电子应用产品中使用的仍然是4英寸晶圆。然而,许多的供应商可以提供高质的6英寸晶圆,用于电力设备中。8英寸碳化硅晶圆由族化合物(II-VI Inc)公司于2015年年中展示。
据悉,6英寸晶圆的平均价格是4英寸晶圆平均价格的2.25倍,6英寸晶圆的价格在2015年年底和2016年年初将会下滑并低于阀值。当然,实现向6英寸晶圆的转换其实只是一个开始。碳化硅器件制造商Rohm刚刚宣布2015年第三季度已经开始实现6英寸晶圆的批量生产。
据Yole称,n型碳化硅SiC基板市场的领先企业排名已经趋于稳定。科锐仍然是市场领导者,道康宁、SiCrystal以及族化合物公司紧随其后。目前有四家中国碳化硅供应商,他们当前宣布的晶片年产能为15万片,预计未来还会有所增长。与此同时,Yole预计像年初北京展示n型6英寸晶片的TankeBlue半导体等中国企业将成为市场挑战的强劲对手。
硅基氮化镓晶片开放市场群雄角逐,谁将笑到最后?
Yole指出,硅基氮化镓(GaN-on-silicon)技术是极富挑战的,因为氮化镓GaN和硅之间的大晶格常数和热膨胀系数(CTE)不匹配。硅基氮化镓的主要问题已经得到解决,许多公司开始实现基于此技术的电力设备的商用。受到设备市场潜力的吸引,不同商家在硅基氮化镓晶片开放市场开始活跃,并思考向其他的设备企业销售其晶片,这些企业包括:
硅基板供应商纷纷想要爬到价值链顶端,如Siltronic等;
处在价值链的底端的Episil等设备晶圆代工厂;
一些LED芯片供应商,如中国的三安光电;
大的外延片工厂,如IQE;
Epigan和其他的纯氮化镓外延片工厂。
氮化镓GaN晶片生产现状大放送
Yole提到,几乎所有的商业化氮化镓是通过氢化物气相外延法(HVPE)生产的,主要应用在光电应用领域。然而,HVPE氮化镓基板超高的错位密度会限制电力开关的使用。
氨热增长预计随着日本三菱化学和美国LED厂商Soraa研制的新的酸性氨热方法的出现而更具竞争力。电力电子设备Na-flux LPE的增长前途一片光明,市场研究公司补充说。
氮化镓晶片巨大市场由日本公司主导,住友电气(Sumitomo Electric)、三菱化工(Mitsubishi Chemical)和日立金属(Hitachi Metals)引领HVPE生产。三菱化工正积极研制氨热增长,而NGK研制Na-flux增长。除日本以外的其他国家目前尚处在小批量生产和研发阶段,其中大多数的企业正在研发面向LED市场的HVPE方法。如果电力电子应用市场采取氮化镓基板(GaN-on-GaN)技术,日本企业将独占鳌头。