以矽材料為主的功率半導體,在2010年前後被認為發展陷入瓶頸,新材料如SiC、GaN,以及多種組成的GaO(如Ga2O3)系列材料,發展潛力高於矽質材料,特別是電動車需要的高電壓高溫應用,成為功率半導體材料產業的新重心,先進國家的半導體廠逐一投入相關產品的研發。
據日本富士經濟(Fuji Keizai)報告,新材料功率半導體市場,在2017年的規模接近300億日圓(約2.8億美元),隨技術進步,市場應用將快速增加,到2030年預計將超過5,000億日圓,13年成長17倍。
新材料功率半導體中,2017年市場規模最大的是SiC材料功率半導體,主要用途是伺服器電源與通信設備,電車應用也逐漸增加,全球市場規模達275億日圓;接下來因先進國與新興國都積極推動電動車相關產業,電動車與快速充電系統的高電壓設備需求,料將讓SiC功率半導體的主要應用領域,逐步轉向交通工具應用。
由於世界主要車廠的廣義電動車產量,到2030年將達汽車總產量的半數,加上電車或大型變電系統的相關應用,都將帶動高性能功率半導體市場成長,富士經濟估計,2030年全球SiC材料功率半導體市場規模,將達2,270億日圓,是2017年的8.3倍。
新材料功率半導體中,市場規模僅次於SiC材料的新材料,是GaN材料,2017年全球市場規模約18億日圓;由於相關廠商正積極推出600V以上的中高電壓領域產品,隨GaN材料功率半導體產品線漸趨充實,預計GaN材料功率半導體市場會從2019年起快速成長。
GaN材料功率半導體的應用,在直流電變壓器與充電領域漸趨熱門,而工具機與醫療器材等高頻設備需求也將逐漸浮現,估計2030年GaN材料功率半導體的全球市場規模,可達1,300億日圓,是2017年的72.2倍。
而GaO系列材料功率半導體市場,因GaO材料SBD量產將從2018年下半展開,2017年的市場規模趨近於0;目前日本汽車零組件大廠電裝(Denso)正進行GaO材料功率半導體的研究,預計2025年起裝上電動車,因GaO材料性能可望高於SiC材料,2020年代市場成長速度將加快,2030年全球市場規模可達1,450億日圓。
2018/03/19 - DIGITIMES 范仁志/綜合報導