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元件開發競爭激烈,亞洲企業紛紛涉足

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【摘要】:
與現在的Si功率半導體相比,SiC及GaN等新一代功率半導體有望利用逆變器和變流器等大幅提高效率並減小尺寸。2013年采用SiC功率元件和GaN功率元件的事例逐漸增加,同時各企業也圍繞這些元件展開了激烈的開發競爭。   SiC功率半導體方麵,在柵極設有溝道的溝道型MOSFET的開發在2013年大幅加速。以前推出的SiCMOSFET隻有平麵型,尚未推出溝道型。溝道型MOSFET的導通電阻隻有平麵型的

與現在的Si功率半導體相比,SiC及GaN等新一代功率半導體有望利用逆變器和變流器等大幅提高效率並減小尺寸。2013年采用SiC功率元件和GaN功率元件的事例逐漸增加,同時各企業也圍繞這些元件展開了激烈的開發競爭。 

    SiC功率半導體方麵,在柵極設有溝道的溝道型MOSFET的開發在2013年大幅加速。以前推出的SiC MOSFET隻有平麵型,尚未推出溝道型。溝道型MOSFET的導通電阻隻有平麵型的幾分之一,因此可以進一步降低損耗。導通電阻降低後,采用比平麵型更小的芯片麵積即可獲得相同載流量。也就是說,能夠削減成本。 

    由於溝道型MOSFET具有以上特點,日本各半導體廠商將其視作“可充分發揮SiC優勢的晶體管第一候選”,正式開始進行研究開發。這一動向在2013年9月29日~10月4日舉行的SiC相關國際學會“ICSCRM 2013”上得到了充分體現。在此次會議上,各企業紛紛發表了溝道型SiC MOSFET的最新開發成果。比如羅姆、住友電氣工業及三菱電機等。其中,羅姆在實用化方麵似乎走在前列。該公司將在2014年上半年推出柵極和源極都設有溝道的“雙溝道型”SiC MOSFET。 

    SiC備受汽車行業的期待。比如,電裝正在自主研發SiC基板和功率元件。當然,該公司也在開發溝道型MOSFET,並宣布將於2015年推出產品。 

 

日本各大企業紛紛開展GaN功率元件業務 

    GaN功率元件方麵,日本各大企業相繼發布了新產品,還有不少企業宣布涉足功率元件業務。其中,變化較大的是耐壓600V的GaN功率晶體管。耐壓600V的功率晶體管能夠應用於空調、電磁爐等白色家電,混合動力汽車和純電動汽車的逆變器,光伏逆變器及工業設備等輸出功率在數百~數萬W的功率轉換器。 

    以前,GaN功率晶體管的耐壓大都在200V以下,耐壓600V的產品達到實用水平的隻有美國Transphorm公司一家。進入2013年,鬆下和夏普宣布涉足GaN功率元件業務,前者於2013年3月開始樣品供貨耐壓600V的產品,後者於2013年4月開始樣品供貨耐壓600V的產品。此外,國際整流器公司(IR)公司及EPC公司也在為實現耐壓600V產品的實用化而進行研發。 

    富士通半導體也已開始樣品供貨GaN功率晶體管,該公司於2013年11月與Transphorm公司簽訂了合並GaN功率器件業務的協議。雙方的業務合並後,將由Transphorm開發GaN功率器件,由富士通半導體製造。 

亞洲企業也紛紛涉足 

    前麵提到的企業隻不過是其中一小部分,另外還有很多企業著手研發GaN功率元件,準備開展相關業務。今後在從事GaN功率元件的半導體廠商之間,估計會展開激烈的價格競爭。 

     尤其是韓國、中國大陸和台灣等亞洲半導體廠商全麵涉足GaN功率元件業務之後,價格競爭將更為激烈。GaN功率半導體的生產能夠沿用過去生產邏輯IC等產品使用的支持6~8英寸Si基板的生產設備以及麵向LED引進的GaN類半導體外延設備等,這將推動亞洲企業湧進該市場。 

     實際上,在2013年5月舉行的功率半導體相關國際會議“ISPSD 2013”上,中國大陸、台灣、韓國等亞洲企業紛紛發布了GaN功率元件方麵的研究成果(參閱本站報道)。其中,三星電子的成果備受關注。該公司已在口徑200mm(8英寸)的Si基板上試製出了GaN功率晶體管。 

   三星電子最近在致力於功率半導體領域的研發。該公司於1998年將功率IC部門賣了飛兆半導體,但在2年前又成立了功率半導體部門。 

   不僅是GaN功率半導體領域,在SiC功率半導體領域,日本以外的亞洲企業的實力也在逐漸增強。實際上,準備生產SiC基板和二極管的企業越來越多,表現尤為突出的是SiC基板領域。 

    比如,在前麵提到的ICSCRM 2013上,北京天科合達藍光半導體有限公司、山東天嶽先進材料科技有限公司及韓國SKC公司均宣布在開發口徑150mm(6英寸)的SiC基板。就在幾年前,亞洲企業中涉足該領域的隻有北京天科合達藍光這一家,如今形勢已經改變。 

    2014年,在功率半導體領域也要關注亞洲企業的動向。

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