根据市场分析机构 Yole 预测,在未来 5 年内,SiC 功率器件将很快占据整个功率器件市场的 30%,SiC 行业(从衬底到模块,包括器件)的增长率非常高。在Yole看来,到 2027 年,该行业的产值有望超过 60 亿美元。
Yole 表示,EV/混合动力汽车市场将成为 SiC 功率元件的最佳市场,预计超过 70% 的收入将来自该领域。如下图所示,根据 Yole 的预测,除汽车以外,能源、交通、工业、消费者、通信和基础设施等也都将为 SiC 的发展贡献力量。
总结而言,SiC 基器件拥有下面几点优势:
与硅基器件相比,SiC 器件的导热性能是前者的三倍以上;
与硅基器件相比,SiC 器件单 Si 面积内的耐受电压是前者的四倍;
由于 SiC 器件的电子漂移率是硅基器件的十倍以上,因此对于给定的耐压值,其每平方毫米的 RdsA 变小,导通损耗也能做得更小;
在不依赖于双极性传导时,SiC 具有更快的关闭速度和更低损耗;
于Qorvo而言,在收购了UnitedSiC以后,公司也成为了这个领域的重要玩家。
UnitedSiC 团队从 1994 年开始就开始投入碳化硅领域的研究,截止在这方面有了 23 年的投入。而早在 2014 年,UnitedSiC 就已经成功量产了四英寸的 1200V 和 650V 的碳化硅 FETS 和二极管结构的产品。到了 2018 年,UnitedSiC 成功在六吋晶圆上量产了第三代的 1200V 和 750V 碳化硅产品。目前,这些产品也升级到第四代。
正是因为拥有如此多的优势,SiC 产品能够在多个领域发挥重要的作用。
首先看汽车方面,如上图所示,因为新能源汽车的火热,催生了 SiC 的需求。这也是一个 SiC 拥有巨大潜力的市场,尤其是在 OBC 充电方面。据了解,现在市场上已经提供了有 6.6KW - 22KW 等多种功率段的方案。而在这些方案的 FPC 侧,基本上都会用到 SiC 器件以提升方案效率;5KW 左右的 “小功率” 汽车充电领域,也会用到 SiC 产品来打造 DC-DC 转换器系统;在新能源汽车市场,牵引系统也会是 SiC 发力的又一个方向,如新能源汽车大厂就会在其高端电动汽车的牵引系统上选择 SiC 方案,有助于提升其续航能力。
其次,与新能源汽车配套充电桩行业也是 SiC 能够发挥作用的又一个市场。而 Qorvo 现在更专注的是直流快充市场。在这个领域,企业基于 SiC 打造了涵盖 20KW、30KW 甚至 40KW 功率的单个模块。此外,充电桩里的无线充电也是 SiC 可以发力的又一个方向。
第三,IT 市场的基础设施建设也让 SiC 有了用武之地。如 Qorvo 的器件可以用在图腾柱的 PFC 上,用做功率因素校准等。同时,小的 DCDC 也是 SiC 的应用方向;
第四,如光伏逆变、能源再生和能源反馈市场也是 SiC 看上的又一个市场。
最后,SiC 还可以充当电路保护器件,尤其是在固态电路中,SiC 能发挥出比较好的电路保护作用。
由此可见,拥有这些领先产品和技术的 Qorvo 必将能在 SiC 市场取得一席之地。
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