《随着5G基建推动GaN RF的发展,GaN快速充电器进入SiC电力电子市场》

  • 来源专题:集成电路
  • 编译者: Lightfeng
  • 发布时间:2021-01-10
  • 市场研究和策略咨询公司YoleDéveloppement发布了2020年第四季度《化合物半导体季度市场监测报告》,其中对碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)的应用进行了改进,加入了两个新模块:

    •模块I:用于电力电子应用的GaN和SiC;

    •模块II:用于射频电子应用的GaAs和GaN。

    电力电子

    功率碳化硅:尽管COVID-19大流行产生了短期影响,但碳化硅器件市场收入仍在增长,预计到2025年将超过30亿美元。电动汽车和混合电动汽车(EV / HEV)仍将代表SiC设备的重要推动力。

    功率氮化镓:Yole预计到2025年GaN业务将超过6.8亿美元。2019年底,Oppo盒内快速充电器采用GaN高电子迁移率晶体管(HEMT),推动了这种宽带隙材料的普及。然而GaN刚刚开始进入终端消费者大众市场,该市场将实现量产。

    射频

    GaN RF:Yole估计GaN RF器件市场将从2019年开始以12%的复合年增长率(CAGR)增长,到2025年将超过20亿美元。这主要由电信和国防应用推动,估计在军事方面GaN RF器件的采用将迅速增长,到2025年将超过10亿美元。GaN RF业务的发展不仅取决于OEM技术,还取决于地缘政治背景。

    GaAs RF:由于5G和Wi-Fi 6手机应用需求增长的推动,RF GaAs芯片市场将从2019年的28亿美元增长到2025年的36亿美元以上。

    5G电信基础设施——GaN的优势

    OEM厂商正在寻找具有更大带宽、更高效率和更好热管理的新型天线技术平台,以便在6GHz以下和毫米波范围内部署更高的频率。在RF功率应用中,GaN技术已成为硅基LDMOS和GaAs的重要竞争对手,显示更好性能和可靠性,并有可实现成本降低。随着GaN-on-SiC进入4G LTE电信基础设施市场,预计将在5G 6GHz以下RRH实施中保持强势地位。

    GaAs——关键领域

    手机市场是GaAs装置的主要推动力,手机中功率放大器(PA)含量不断增加。5G对PA的需求至少比4G高出两倍。除此之外,对于线性和功率的严格要求使GaAs成为RF前端模块(FEM)中PA的首选材料。尽管CMOS的单芯片成本较低,但是就模块和性能而言,它不一定具有优于GaAs的优势。

    汽车应用带来的功率SiC器件的繁荣

    自从2018年特斯拉的主要逆变器中采用SiC之后,汽车领域正成为功率SiC器件的主要推动力。此后,不同品牌的汽车制造商对于SiC解决方案的创新设计成倍增加。2020年,比亚迪其高级车型采用了基于SiC的主逆变器解决方案。在繁荣的SiC电源市场中,汽车市场无疑是最重要的推动力,预计到2025年将占据整个设备市场份额的60%以上。

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    • 编译者:Lightfeng
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    • 德国Azur Space Solar Power GmbH正在使用沉积设备制造商Aixtron的AIX G5 + C金属有机化学气相沉积(MOCVD)系统,以拓展硅基氮化镓(GaN on Si)高功率电子器件(HPE)和射频(RF)外延片市场。 Azur Spac主要开发和生产用于太空和陆地集中光伏(CPV)应用的多结太阳能电池,并且是Aixtron的长期客户,一直在其太空太阳能应用中使用AIX 2800G4-TM和AIX 2600G3系统。 现在订购的全自动AIX G5 + C系统具有原位清洗、盒对盒晶片处理机、自动进给(AFF)晶片温度控制功能,可确保良好的外延稳定性和低缺陷比率。此外,Aixtron的Planetary Reactor技术可以提供高吞吐量、最成本和最性能来提高生产率和性能。MOCVD平台用于生产150mm和200mm外延晶片。 通过利用其III-V制造专业知识建立第二条业务线,Azur Space将自己定位在快速增长的电力电子和RF应用GaN外延片市场中。由于能够以较高的频率和较小的尺寸运行,因此对这些外延晶片的需求方面主要在节能电源系统、快速充电解决方案、可再生能源、服务器场或下一代无线网络(5G)的需求。 Azur首席执行官JürgenHeizmann说道:“进入市场将是一个挑战。但是,Azur在III-V外延技术领域拥有超过25年的开发和批量生产经验,可以通过Aixtron的系统得到完美的补充,因此我们拥有非常好的起步位置。重要的是,Aixtron先进的行星式反应堆可以提生产质量水平出色的外延晶片,以占领未来高性能电子市场。”
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    • 美国的Navitas微纳半导体公司将在拉斯维加斯2020年消费电子展(CES)的30067号展位(南3号展厅)上展示其GaNFast电源IC技术。Navitas成立于2014年,推出了第一批商用氮化镓(GaN)功率IC。该公司表示,其专有的AllGaN工艺设计套件(PDK)将GaN功率场效应晶体管(FET)与GaN逻辑器件、GaN 模拟电路集成在一起。Navitas GaNFast电源 IC 可为移动、消费、企业和新能源市场提供体积更小、能效更高、成本更低的电源。 首席执行官Gene Sheridan表示:“由于人们对智能手机、平板电脑、笔记本电脑更大屏幕和强大5G功能的需求,下一代快速充电器也随之发展,并创造了数十亿美元的市场。25个GaN充电器和适配器在27W至300W的功率范围内显示,从电话到无人机的所有供电,移动充电器市场将和以往不再一样。” Navitas表示,CES的与会者通过使用自己的移动设备体验更快的充电,可以看到GaNFast技术的发展前途。如果他们在赛车模拟器中击败GaNMan!,就有机会赢得新的GaNFast充电器或1000美元的现金 销售与营销副总裁Stephen Oliver说道:“自2018年以来,三星、Oppo、Anker、Verizon和NVIDIA等知名品牌已经出货了数百万只GaN充电器,并且还有数十种正在开发中。”