Page 30 - 縱橫半導體檢測—TOF-SIMS扮演要角

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技術縱橫
搶搭電動車熱潮—— GaN能和SiC一樣成功嗎?
作者:Ahmed Ben Slimane、Ezgi Dogmus、Poshun Chiu、Maurizio Di Paolo Emilio
過去幾十年來，碳化矽(SiC)和氮化鎵(GaN)技術不斷進步，業界對於SiC和GaN的接受度越來越高， 並看好其營收可望達到十億美元的市場規模。自英飛凌科技(Infineon)於2001年推出一款蕭特基二 極體，成為業界首款商用SiC元件後，開啟了SiC元件快速發展的時代。
市場研究公司並預計，到2026 年，SiC產業領域的營收可望超過 40億美元。
(STMicroelectronics)，該元件並 與內部的主逆變器整合在一起。 此後，其他汽車製造商也迅速跟 進，包括現代(Hyundai)、比亞迪 (BYD)、蔚來(Nio)以及通用汽車 (General Motors;GM)等。
組。美國通用汽車也與Wolfspeed 簽約，以為其電動車電力電子設備 提供SiC。
直至2010年，宜普電源 轉換公司(Efficient Power Conversion;EPC)發佈了超快速 開關電晶體，GaN的表現著實讓 整個業界驚歎。目前，GaN的市場 採用率尚未達到SiC的普及程度， 但預計到2026年，功率GaN營收 可望達到10億美元。
中國的吉利汽車(Geely Automobile)最近宣佈，日本羅姆 公司(ROHM Japan)將為其電動 車提供基於SiC的牽引逆變器;蔚 來也將在其車輛中採用基於SiC 的電力驅動系統;同時，汽車與半 導體製造商比亞迪也一直在為其 電動車產線開發SiC模組。
歐洲汽車製造商雖然接受 SiC的速度較慢，但也在慢慢改 變。今年6月，雷諾(Renault)和意 法半導體聯手開發了用於EV/HEV 的SiC和GaN元件。估計戴姆勒 (Daimler)、奧迪(Audi)和福斯汽 車(Volkswagen;VW)很快也會發 佈更多相關新聞。
未來，這兩種技術要在市場上 取得成功，關鍵就在於電動車(EV) 和混合動力車(HEV)。EV/HEV確實 是SiC的最佳應用市場——在超過 25億美元的市場中，至少有60%來 自EV/HEV市場。
去年，中國電動巴士製造商 宇通(Yutoing)透露將在其客車動 力傳動系統中使用中國嘉興斯達 (StarPower)製造的SiC功率模組， 這些模組使用了來自Wolfspeed的 SiC元件。
汽車OEM更願意從多個來 源購買晶片和元件，以確保可靠 供應，這對於Wolfspeed、英飛 凌、意法半導體、ROHM和安森美 (onsemi)等廠商來說也很重要。 目前中國和其他國家都在向SiC供 應鏈注入巨額資金，銷售量看來還 會繼續攀升。
SiC獲車廠青睞
特斯拉(Tesla)於2017年在 其Model 3中使用SiC MOSFET， 成為第一家使用SiC功率元件的 汽車製造商，從此開啟了SiC功 率元件市場的大門。特斯拉使用 的SiC MOSFET來自意法半導體
現代汽車將在其電動車中整 合英飛凌用於800V電池平台的 SiC功率模組，日本豐田(Toyota) 的Mirai電動車也將在其氫燃料電 池中使用Denso的SiC升壓功率模
在此過程中，棘手的成本問題 也逐漸得到解決。以元件級來看， 矽IGBT比SiC IGBT便宜得多，因 而不至於太快從電源應用中消失。 但是，Tier 1製造商和OEM表示， 在逆變器設計中採用大功率密度
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