受到了广泛关注。这两种化合物都能承受比硅更高的频率、更高的电压和更复杂的

  Yole Développement（法国里昂）的技术与市场分析师 Ezgi Dogmus 介绍了她对汽车和消费应用等特定新兴市场的 WBG 市场演变和预测的分析。

  电力电子新闻：在 Yole Développement，您是半导体和新兴材料活动的一部分，涵盖 SiC、GaN、砷化镓、磷化铟以及氧化镓、金刚石和工程基板等新兴趋势。WBG 半导体的当今趋势和市场机会是什么？

  Dogmus：电动汽车已成为大趋势，对半导体和电力电子业务产生重大影响。多年来，汽车电气化加速发展。这是由特斯拉效应、柴油门、某些地区和城市禁止柴油汽车、降低电池成本以及中国等国家对零排放汽车的激发鼓励措施等事件促成的。与此同时，许多政府加强了他们的二氧化碳减排目标。这种加速让大多数还没有准备好的传统玩家感到惊讶。

  Dogmus：我们观察到，过去几年投资超过 3000 亿美元的原始设备制造商 (OEM) 的参与度很高。在 Yole，我们预测到 2024 年电动汽车的销量将超过 2500 万辆，这将带来令人印象非常深刻的市场增长。

  PEN：未来几年对 WBG 半导体的采用有什么影响，尤其是对 SiC 的影响？

  Dogmus：碳化硅适用于高功率密度和高效率的应用，例如焦点逆变器。如今，动力总成应用确实在显着推动 SiC 市场。

  在电动汽车中，最重要的参数之一是行驶里程，我们已确定了三种主要方法，碳化硅能够在一定程度上帮助延长行驶里程。大多数当代电动汽车使用 400V 电池运行，第一种方法让我们回到特斯拉在 2018 年决定用 SiCMOSFET在 Model 3 核心逆变器中替换硅IGBT的决定。在这种情况下，碳化硅在逆变器级别实现了更高的效率和更小的外形尺寸。

  第二种和第三种方法更多地与大容量电池以增加续驶里程的新趋势有关。迄今为止，只有保时捷的 Taycan是一款配备 800 V 电池的商用车辆。为了更好的提高电路的电压水平，丰田的普锐斯使用了 600-V 升压转换器。

  这两个高压平台是 1,200 伏 SiC 在主要逆变器中采用的绝佳机会，并显着加速了 EV/HEV 市场中 SiC 的增长。

  Dogmus：消费智能手机市场正在出现一种新技术趋势：快充。多年来，随着高质量游戏、一些额外的传感器和摄像头、高5G数据传输速率以及更大的屏幕等新功能的出现，电池容量和尺寸持续不断的增加。但是，如果您使用传统的 5 瓦充电器（>

  1.5 小时），则更大容量的电池意味着要比较长的充电时间。现在是 OEM 采取行动并开始部署快充的时候了。我们的想法是通过更高的功率逐步推动限制，以更多地减少充电时间。

  Dogmus：高功率GaN基快速充电器非常相似，甚至比硅基充电器便宜。我们第一步看到了售后市场充电器的推出，在 2019 年和 2020 年，三星、华为、i 和小米等领先的 OEM 开始了他们自己的基于 GaN 的快速充电器配件。与此同时，中国厂商Oppo 和 Realme 已将这些 GaN 充电器集成到智能手机盒中，因此将它们与手机一起销售。我们大家可以期待三星、苹果和华为等领先 OEM 厂商在未来将基于 GaN 的快速充电器集成到智能手机盒中。当市场接受这些基于 GaN 的充电器时，我们大家可以预期价格会促进降低。

  Dogmus：在 Yole，我们预测到 2025 年 SiC 将超过 26 亿美元。未来五年，汽车市场将成为 EV/HEV 中主要逆变器的首要驱动因素。碳化硅也将成为电动汽车充电基础设施和光伏等能源应用的重要元素。

  值得注意的是，消费类快速充电器推动了 GaN 市场的发展。预计到 2025 年将达到约 7 亿美元。从 2024 年和 2025 年开始，我们预计 EV/HEV 应用中 GaN 的数量将增加。

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  （SiC）技术的器件。与电子开关使用的传统硅解决方案相比，这些新型宽带

  具备耐高压、耐高温、高频、抗辐射等优良电气特性，突破硅基半导体材料物理限制，是第三代半导体核心材料。

  功率器件。受益于5G通信、国防军工、新能源汽车和新能源光伏等领域的发展，

  半导体材料，用于高压、高温、高频场景。大范围的应用于新能源汽车、光伏、工控等领域。因此第三代半导体研究主要是集中在材料特征研究，本文主要是研究

  ，也称为SiC，是一种由纯硅和纯碳组成的半导体基础材料。您可以将SiC与氮或磷掺杂以形成n型半导体，或将其与铍，硼，铝或

  （WBG）半导体器件作为开关，能让开关性能更接近理想状态。相比硅MOSFET或IGBT，宽带

  解决了封装中的散热问题，解决各行业遇到的各种芯片散热问题，如果你有类似的困惑，欢迎前来探讨，铝

  做封装材料的优势它有高导热，高刚度，高耐磨，低膨胀，低密度，低成本，适合各种产品的IGBT。我西安明科微电子材料有限公司的赵昕。欢迎各位有问题及时交流，谢谢各位！

  （WBG）功率半导体的开发和市场导入速度加快，但与硅相比成本比较高的问题依然存在。

  拥有高压、高频和高效率等特性，其耐高频耐高温的性能，是同等硅器件耐压的10倍。

  3倍多，可以大大降低新能源汽车、轨道交通、可再次生产的能源发电等领域在能源方面的消耗。多个方面数据显示，氧化

  （SiC）由硅（原子序数14）和碳（原子序数6），形成类似于金刚石的强共价键，是一种坚固的六方结构化合物，具有宽禁

  功率器件统称为第三代半导体，这个是相对以硅基为核心的第二代半导体功率器件的。今天我们着重介绍SiC

  物结构，以期实现高功率和高性能高频薄高电子迁移率晶体管和其他器件。新结构使用 高质量的60纳米无晶界

  化合物，具体半导体特性，早期应用于发光二极管中，它与常用的硅属于同一元素周期族，硬度高熔点高稳定性强。

  、高热导率等特点，应用在充电器可适配小型变压器和高功率器件，充电效率高。

  是目前应用最为广泛的第三代半导体材料，由于第三代半导体材料的禁带宽度大于2eV，因此一般也会被称为宽禁

  的“Baliga特性指标（与硅相比，硅是1）相比，4H-SiC是500，而

  射频器件具有高导热性能和大功率射频输出优势，适用于5G基站、卫星、雷达等领域；硅基

  器件能够在很高的温度下工作而不至于因为本征载流子激发导致器件性能失效。

  （GaAs）的5~20倍12。这一高极限电场可拿来制造高压、大功率器件。

  薄膜直接生长在硅衬底上，可通过现有硅基半导体制造基础设施实现低成本、大批量的

  宽度中，硅为1.1eV，SiC为3.3eV，GaN为3.4eV，因此宽带

  ，是一种无机物，化学式为SiC，是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑（生产绿色

  就作为潜在的替代半导体材料浮出水面。与单独的硅相比，这两种化合物都可承受更高的电压、更高的频率和更复杂的电子科技类产品。这一些因素可能导致

  针对要求最严苛的功率开关应用的功率分立元件和模块的封装趋势，从而引入改进的半导体器件。即

  MOSFET是近两三年来新兴的功率半导体，相比于传统的硅材料功率半导体，他们都具有许多非常优异的特性：耐压高，导通电阻小，寄生参数小等。他们也有各自与众不同的特性：

  ，已大范围的应用在高电压电力电子器件中，如分立式的功率金属-氧化物-半导体场效应晶体管 (Power MOSFET)和绝缘栅双极晶体管（IGBT)。

  技术有望为更智能的电源设计提供更高的效率、更小的外观尺寸、更低的成本和更低的冷却要求。 宽带

  功率半导体可减小组件尺寸、提高效率并改善混合动力和全电动汽车的性能。 现在慢慢的变多的汽车制造商押注于 SiC 和 GaN，芯片制造商正在转变他们的业务，以利

  (SiC)功率晶体管这两种化合物半导体器件已作为方案出现。这一些器件与长常规使用的寿命的硅功率横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS) MOSFET和超级结MOSFET竞争。

  这两种新型半导体材料，凭借其耐高温、耐高压、高频的特性在功率器件领域得到了广泛的应用。尤其是

  SIC做PFC管的方案产品体积更小，散热更好，效率比超快恢复管提高2个百分点以上。

  （WBG）材料发展，虽然硅仍然占据市场主流，但SiC与GaN器件很快就会催生新一代更高效的技术解决方案。

  MOSFET日益引起工业界，特别是电气工程师的重视。之所以电气工程师如此重视这两种功率半导体，是因为其材料与传统的硅材料相比有诸多的优点，如图1