wersja mobilna
Online: 586 Środa, 2017.06.28

Biznes

Konkurencyjność cenowa zdecyduje o przyszłości rynku podzespołów z SiC i GaN

środa, 28 maja 2014 11:46

Szerokość przerwy energetycznej półprzewodnika to parametr charakteryzujący energię, jaka jest potrzebna do przejścia elektronu z pasma walencyjnego do pasma przewodzenia. Wpływa ona także na właściwości materiału. Dzięki temu, że w węgliku krzemu (SiC) i azotku galu (GaN) przerwa zabroniona jest szersza niż w innych półprzewodnikach, uważa się, że odegrają one w przyszłości ogromną rolę w rozwoju elektroniki, optoelektroniki, energetyki odnawialnej i transportu.

W porównaniu do tych krzemowych, podzespoły elektroniczne z SiC i GaN mogą pracować przy większych napięciach, wyższych częstotliwościach i mają niższe prądy upływu. Węglik krzemu ma też znacznie większą przewodność cieplną niż krzem i azotek galu. Dzięki swoim właściwościom podzespoły na bazie węglika krzemu i azotku galu umożliwiają ponadto budowę bardziej energooszczędnych i kompaktowych urządzeń.

Gdzie podzespoły SiC i GaN są alternatywą dla Si?

Na przykład firma Mitsubishi Electric, wykorzystując półprzewodnikowe przyrządy mocy z SiC, zbudowała przekształtniki napięcia o około 40% mniejsze i lżejsze od ich odpowiedników na bazie krzemu. Charakteryzowała je też o prawie połowę większa sprawność energetyczna. Urządzenia te posłużyły do zasilenia dwóch silników indukcyjnych napędzających wagony jednej z linii metra w Japonii.

Zastosowań dla półprzewodników z szeroką przerwą energetyczną jest więcej. Przykład to zasilacze z korektorem współczynnika mocy (PFC). IMS Research przewiduje, że w tych do elektroniki użytkowej, ze względu na niższą cenę, będą używane głównie podzespoły z GaN. W zasilaczach przemysłowych sprawdzi się natomiast SiC.

Przyrządy półprzewodnikowe z węglika krzemu i azotku galu mogą także zastąpić swoje krzemowe odpowiedniki w inwerterach fotowoltaicznych. Diody tego typu poprawiają sprawność inwerterów solarnych o prawie 2%, a tranzystory o ponad 4%. W rezultacie parametr ten w mikroinwerterach i inwerterach szeregowych sięga nawet 98%.

Perspektywy rynku podzespołów z SiC i GaN

Na tempo wzrostu wartości rynku przyrządów półprzewodnikowych z węglika krzemu i azotku galu wpływa wiele czynników. Przede wszystkim, dopóki ich cena nie będzie porównywalna z ceną odpowiedników na bazie krzemu, nie można oczekiwać, że popyt na nie będzie szybko rósł.

Ta z kolei zależna jest od szybkości postępu w technologii ich produkcji, a zwłaszcza polepszenia się jej jakości i zwiększenia skali. Ponadto, ważne będzie to, jak tego typu podzespoły w dłuższej perspektywie sprawdzą się w urządzeniach, które pracują w ekstremalnych warunkach, szczególnie w przemyśle i w transporcie. Rozwój ich rynku zależny jest też od tego, jak wielu producentów zaangażuje się w ich produkcję i jak silnie będą oni ze sobą konkurować. Przyjmując, że wszystkie te kwestie zostaną rozstrzygnięte z czasem na korzyść technologii SiC i GaN, IMS Research oszacowało, że zapotrzebowanie na podzespoły na ich bazie zwiększy się w ciągu najbliższych dziesięciu lat kilkanaście razy.

SiC vs. GaN

Dzięki temu wartość ich rynku wzrośnie z nieco ponad 140 mln dol. w 2012 roku, do prawie 3 mld dol. w 2022 roku. Oznaczać to będzie średni roczny wzrost na poziomie dwucyfrowym.

W 2012 roku największy udział w rynku przyrządów półprzewodnikowych, łącznie na bazie SiC i GaN, miały diody Schottky'ego z węglika krzemu, obecne na rynku już od ponad dziesięciu lat. Jego wartość przekroczyła 100 mln dol. IMS Research prognozuje, że popyt na nie będzie stale rósł aż co najmniej do 2015 roku.

Wówczas to prawdopodobnie zacznie maleć w związku z tym, że dostępne będą tańsze diody z azotku galu. Natomiast pod koniec okresu objętego analizą IMS Research, zamiast diod Schottky'ego, najwięcej będzie się sprzedawać tranzystorów MOSFET z SiC.

Monika Jaworowska

 

 

Szukaj w serwisie Semicon

World News 24h

wtorek, 27 czerwca 2017 19:58

LG Innotek is in the process of setting up flexible printed circuit board production, with the goal of becoming a primary supplier for the Apple iPhone, according to a report out of LG's home country, South Korea. "Related facilities" should break ground later in 2017, the Korea Economic Daily said. It's expected that mass produciton will begin sometime in 2018. Flexible PCBs are considered essential for curved OLED panels on smartphones.

więcej na: appleinsider.com