手机快充、5G通讯、新能源车，谁是第三代半导体最大应用市场？( 二 ) 本文来源：时代周报作者：杨

值得一提的是，由于硅工艺已非常成熟，碳化硅的单个器件成本可能是硅器件成本的数倍，并不具备优势。
“从汽车来说，（碳化硅器件相较于硅器件）单个成本可能高达两倍左右，但是碳化硅器件降低了系统性成本，比如应用到汽车上可以减轻汽车相关组件的体积、提高效率，进而缩小电池成本，所以从整车系统看，成本还是下降的。 ”龚瑞骄向时代周报采访人员解释称。
目前，特斯拉、比亚迪等车企已经开始将碳化硅应用于其新能源汽车的主控电路中。

文章图片
图源：图虫创意
氮化镓快充受宠
氮化镓因为生长速率慢、反应副产物多、生产工艺复杂，一般不直接作为衬底材料应用，而是需要以蓝宝石、硅、碳化硅作为衬底，通过外延生长制造器件。
氮化硅领域，目前国内相对领先的企业有英诺赛科、苏州能讯等，快充是其较为典型的应用场景之一。
比如，华为、小米、OPPO、vivo等手机企业所推出的120W、150W甚至200W快充技术，正是基于氮化镓材料打造。
在充电上较为保守的苹果也在引入氮化镓产品。日前， AppleStore上架了两款mophie出品的氮化镓充电器，输出功率分别为30W和67W ，两款充电器采用的是英诺赛科的氮化镓功率器件。
据介绍，英诺赛科自建有8英寸硅基氮化镓功率器件量产线，涵盖40V到650V全电压产品， 8英寸硅基氮化镓晶圆的月产能已达10000片，截至2022年上半年，该公司氮化镓芯片出货量突破8000万颗。
氮化镓在LED照明产业也取得了比较大的突破，采用氮化镓技术，不但有效解决散热问题，还能使单位面积亮度提升数倍。
据晶能光电外延工艺经理周名兵介绍， MicroLED将在AR/VR、抬头显示、车用照明和显示、消费电子、高端电视等领域得到广泛应用，并正在开启一个千亿级的市场。
“8英寸及以上的硅衬底氮化镓方案是兼容MicroLED和类IC制程的重要途径。晶能光电长期耕耘具有自主知识产权的硅衬底LED产业化技术，并已得到应用市场的高度认可。 ”周名兵说道。
除此之外，氮化镓还可以帮助数据中心解决能耗问题。英诺赛科产品应用总监邹艳波称：“近年，数据中心是数字世界的基础建设，随着数字化进程加快，能耗也是惊人的，预估2030年数据中心的耗电量会达到3000Twhr ，相当于全球能耗的10% 。 ”
针对这一情况，英诺赛科基于氮化镓开发出下一代数据中心供电系统。邹艳波表示，数据中心的供电架构，从前端到DC/DC到芯片的供电，可以全链路采用氮化镓的解决方案提升链路的功率密度和效率。
“整体效率可以达到5个点的提升，这将带来很大的社会效益，如果2030年数据中心的能耗是3000Twhr ，我们基于5%的提升，带来电能的节省相当于1.5个三峡电站的节能。 ”邹艳波说。
仍有难题待解
“虽然消费电子等终端市场需求有所下滑，但应用于功率元件的第三代半导体在各领域的渗透率呈现持续攀升之势，其中， 800V汽车电驱系统、高压快充桩、消费电子适配器、数据中心及通讯基站电源等领域的快速发展，推升2022年碳化硅和氮化镓功率半导体市场需求。 ”龚瑞骄表示。

文章图片
图源：图虫创意
对于第三代半导体企业来说，成本和可靠性是当前无法回避的挑战，产业链的各个环节也在想方设法降本增效、提升良率。多名从业者向时代周报采访人员表示，随着量产推进，成本将逐渐下降。