站在“新基建”浪潮上的第三代半导体产业 （上）

必要指出的是，整个半导体射频器件的市场空间局限在百亿美元。个中GaAs器件如故占有的绝大部门市场份额。2014 年，环球射频功放芯片（PA）市场局限为73.9 亿美元，因为GaAs PA相对Si 基CMOS PA 机能上风明明，砷化镓PA产值市场占比高达94%。受益于移动终端进级、物联网财富的一连成长，PA 市场总量估量2020 年将增至114.16 亿美元，2014 至2020年复合增添率为7.51%

数据来历：Yole, IBS

GaN射频器件的驱动身分：

需求侧，5G通讯将是GaN射频器件市场的首要增添驱动身分。

供应侧，GaN on SiC、GaN on Si的技能不绝成熟，让GaN功率器件有了更高的性价比，打开应用空间。

GaN功率器件

GaN功率器件，与前述GaN射频功率芯片有所区分。首要指在高电压和较大电流下事变，与高频和射频相关不大。这类最常见的应用是电源相干的芯片。

功率器件首要是金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）。差异于其他依赖电流驱动的晶体管，MOSFET是电压驱动型器件，只需在门极施加一个吻合的电压，MOSFET就会导通。这一特征让MOSFET在AC/DC开关电源、变速电机、荧光灯、DC/DC转换器等装备中有着无法更换的浸染。

GaN功率器件的首要应用：

斲丧电子：GaN因为高功率密度和精采的温度特征，用在电源上可分身小体积与大功率输出，另外还具有更好的开关特征。

数据中心电力体系：数据中心包括很多大功率的处事器，凡是必要大电流和低电压，再加上冷却体系，用电本钱奋发。将高电压转换为较低的直流电，用于凡是必要多个DC-DC调动，每一个功率调动阶段，服从城市降落。假如可以行使高压器件举办转换，则可以镌汰电压转换的次数，从而进步整个体系的转换服从。

光伏逆变器：行使GaN功率器件，事变在高出100 kHz的开关频率下，可以大大进步体系的逆变服从。

其他规模还包罗DC-DC转换器、POL转换器，以及电机驱动和D类大功率音频放大器等。

GaN功率器件的市场局限：

2017 年环球功率半导体市场局限为 327 亿美元，估量到 2022 年到达 426 亿美元。家产、汽车、无线通信和斲丧电子是前四大终端市场。

GaN器件在整个功率半导体市场占比还很是小。2016年GaN功率器件市场局限约为1200万美元，估量到2022年将增添到4.6亿美元，CAGR到达79%。首要增添来自电源打点、新能源车、LiDAR、无线功率和封包追踪等应用。

跟着GaN on Si技能的成熟带来本钱低落，GaN功率器件的隐藏市场空间将一连放大。GaN 有望在中低功率更换Si MOSFET、IGBT 等硅基功率器件。按照Yole预计，在0~900V 的低压市场，GaN 都有较大的应用潜力，这一块占有整个功率市场约68%的比重，凭证整体市场400亿美元来看，GaN 功率器件的隐藏市场高出270 亿美元。

数据来历：Yole, IBS

4、碳化硅 (SiC)的应用场景、市场局限及增添驱动的身分

MOSFET和IGBT是应用最为普及的功率器件。SiC从上世纪70 年月开始研发。2001年SiC SBD 商用，2010年SiC MOSFET商用。SiC IGBT今朝还在研发中。

SiC能大大低落功率转换中的开关消费，因此具有更好的能源转换服从，更轻易实现模块的小型化，更耐高温。

SiC功率器件的首要应用：

智能电网：SiC功率器件在智能电网的首要应用包罗高压直流输电换流阀、柔性直流输电换流阀、机动交换输电装置、高压直流断路器等、电力电子变压器等装置中。今朝SiC器件已经在中低压配电网开始了应用。将来更高电压、更大容量、更低消费的柔性输变电对万伏级以上的SiC功率器件有很大需求。

交通：首要用于牵引变流器、电力电子电压器等。回收SiC功率器件可以大幅度进步这些装置的功率密度和事变服从，将有助于明明减轻轨道交通的载重体系。

（编辑：湖南网）

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