Nieuws: Markten
1 juli 2020
Gedreven door de vraag van hybride en elektrische voertuigen (HEV's), stroomvoorzieningen en fotovoltaïsche (PV) omvormers, zal de wereldmarkt voor siliciumcarbide (SiC) en galliumnitride (GaN) energiehalfgeleiders naar verwachting tegen eind 854 groeien tot 2020 miljoen dollar. (ten opzichte van slechts $571 miljoen in 2018) en vervolgens de $1 miljard in 2021 overstijgen, volgens Omdia's 'SiC & GaN Power Semiconductors Report – 2020'. De verwachting is dat de omzet de komende tien jaar jaarlijks met dubbele cijfers zal stijgen en in 5 de $2029 miljard zal overschrijden.
Deze marktprognoses voor de lange termijn liggen ongeveer 1 miljard dollar lager dan die in de editie van vorig jaar van het rapport, omdat de vraag naar vrijwel alle toepassingen sinds 2018 is afgenomen. Bovendien zijn de gemiddelde apparaatprijzen in 2019 gedaald. Omdia voegt er een waarschuwing aan toe: de apparatuur De voorspellingen die gebruikt zijn bij het opstellen van de prognose van dit jaar dateren allemaal uit 2019 en houden geen rekening met de impact van de COVID-19-pandemie.
SiC Schottky-diodes zijn al meer dan tien jaar op de markt, waarbij de laatste jaren SiC-metaaloxide-halfgeleider veldeffecttransistors (SiC MOSFET's) en junctie-gate veldeffecttransistors (SiC JFET's) zijn verschenen. Er komen ook steeds meer SiC-vermogensmodules beschikbaar, waaronder hybride SiC-modules, die SiC-diodes bevatten met bipolaire transistors met silicium-geïsoleerde poort (IGBT's), en volledige SiC-modules die SiC-MOSFET's bevatten met of zonder SiC-diodes.
SiC-MOSFET's blijken populair onder fabrikanten, merkt Omdia op, terwijl verschillende bedrijven ze al aanbieden. Verschillende factoren zorgden ervoor dat de gemiddelde prijzen in 2019 daalden, waaronder de introductie van 650V, 700V en 900V SiC MOSFET's die geprijsd waren om te concurreren met silicium superjunction MOSFET's, evenals de toenemende concurrentie tussen leveranciers.
“Daalende prijzen zullen uiteindelijk een snellere acceptatie van SiC MOSFET-technologie stimuleren”, zegt Richard Eden, senior hoofdanalist voor vermogenshalfgeleiders. “GaN-vermogenstransistors en GaN-systeem-IC’s zijn daarentegen pas vrij recent op de markt verschenen”, voegt hij eraan toe. “GaN is een materiaal met een brede bandafstand dat vergelijkbare prestatievoordelen biedt als SiC, maar met een hoger kostenbesparingspotentieel. Deze prijs- en prestatievoordelen zijn mogelijk omdat GaN-vermogensapparaten kunnen worden gekweekt op silicium- of saffiersubstraten, die goedkoper zijn dan SiC. Hoewel GaN-transistors nu beschikbaar zijn, wordt verwacht dat de verkoop van geïntegreerde schakelingen van het GaN-systeem, van bedrijven als Power Integrations, Texas Instruments en Navitas Semiconductor, sneller zal stijgen.”
Markttrends voor SiC- en GaN-energiehalfgeleiders
Verwacht wordt dat SiC MOSFET's tegen eind 2020 een omzet zullen genereren van ongeveer $320 miljoen, wat overeenkomt met die van Schottky-diodes. Vanaf 2021 zullen SiC-MOSFET's iets sneller uitgroeien tot het best verkochte discrete SiC-stroomapparaat, zo wordt verwacht. Ondertussen wordt verwacht dat SiC JFET's elk veel kleinere inkomsten zullen genereren dan die van SiC MOSFET's, ondanks het bereiken van goede betrouwbaarheid, prijs en prestaties.
“Eindgebruikers geven sterk de voorkeur aan normaal uitgeschakelde SiC MOSFET’s, dus SiC JFET’s lijken waarschijnlijk gespecialiseerde, nicheproducten te blijven”, zegt Eden. “Er wordt echter verwacht dat de verkoop van SiC JFET’s indrukwekkend zal stijgen, ondanks dat er maar heel weinig actieve leveranciers zijn.”
Geschat wordt dat in 2019 hybride SiC-vermogensmodules (die Si IGBT's en SiC-diodes combineren) 72 miljoen dollar aan omzet genereerden en volledige SiC-vermogensmodules 50 miljoen dollar. De verwachting is dat de volledige omzet uit SiC-stroommodules tegen 850 de 2029 miljoen dollar zal overschrijden, omdat deze de voorkeur zullen krijgen voor gebruik in HEV-aandrijflijnomvormers. Daarentegen zullen hybride SiC-vermogensmodules voornamelijk worden gebruikt in PV-omvormers, systemen voor ononderbroken stroomvoorziening (UPS) en andere industriële toepassingen, waardoor de groei veel langzamer zal verlopen.
Wat is er veranderd sinds 2019?
Er zijn nu biljoenen uren veldervaring met apparaten beschikbaar voor zowel SiC- als GaN-apparaten. Leveranciers, zelfs nieuwkomers op de markt, demonstreren dit door het verkrijgen van JEDEC- en AEC-Q101-goedkeuringen. Er lijken geen onverwachte betrouwbaarheidsproblemen te zijn met SiC- en GaN-apparaten; Sterker nog, ze zien er meestal beter uit dan silicium, merkt Omdia op.
SiC MOSFET's en SiC JFET's zijn verkrijgbaar bij lagere bedrijfsspanningen, zoals 650V, 800V en 900V, waardoor SiC kan concurreren met Si Superjunction MOSFET's op zowel prestatie als prijs.
Eindproducten met GaN-transistors en GaN-systeem-IC's zijn in massaproductie, met name USB type-C-voedingsadapters en opladers voor het snel opladen van mobiele telefoons en notebook-pc's. Ook worden veel GaN-apparaten gemaakt door dienstverleners in gieterijen, die in-house GaN epitaxiale kristalgroei op standaard siliciumwafels aanbieden, en potentieel onbeperkte uitbreiding van de productiecapaciteit naarmate de volumes toenemen, concludeert het rapport.
Bron: http://www.semiconductor-today.com/news_items/2020/jul/omdia-010720.shtml
