性能优势& 成本下降,第三代半导体材料加速渗透

日期:2022/11/02 浏览:205

1、第三代半导体材料具有更好的产品性能

第三代半导体材料更适于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件。与硅基半导体材料相比,以 GaN,SiC 为代表的第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率、更高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力,更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件。由于其能够大幅提升电子器件的高压、高频、高功率的特性,在汽车电子,新能源,快充等领域中有着广泛应用。

▲第三代半导体 器件的主要应用领域

2、技术趋于成熟,带动成本下降

单个器件平均成本更低。与硅器件相比,SiC 器件单个管芯的价格是其 3 至 5 倍,但由于 SiC 的尺寸更小,在同一片晶圆上可以生产的数量更多,平均每个器件的成本更低。通常可以通过增加晶圆尺寸或增加单片晶圆器件数量来降低生产成本。

生产效率提高 , 有望进一步降低成本。各大 SiC 厂商目前已主要使用 6 英寸晶圆进行生产,但与广泛应用于传统材料功率器件的 8 英寸晶圆相比平均生产成本依旧较高。意法半导体表示 SiC 晶圆生产的下一步同样是 8 英寸晶圆,生产效率将显著提升。英飞凌则已经通过其“冷切技术”,实现在晶圆尺寸不变的情况下,芯片产量翻倍的目标,将有效降低其生产成本。

3、 SiC, GaN 第三代功率半导体成长空间广阔

渗透率增长势头强劲。由于 SiC、GaN 材料的宽禁带宽度、高击穿电场、高热导率、等更加优异的材料性能,在高压、高频、高功率领域有着明显优势。据 Yole 预测,预计2023 年 SiC、GaN 在功率半导体器件中的使用占比将分别达到 3.75%与 1%,且呈加速渗透趋势。未来随着工艺的成熟带来生产成本的降低,第三代半导体的渗透率有望进一步上升。