5G и автомобильная электроника активизируют рост — рынок полупроводниковых материалов третьего поколения расширяется

　　Исследовательский институт Tuo‑Pai отмечает, что по сравнению с сегодняшними широко используемыми кремниевыми пластинами (Si) третье поколение полупроводниковых материалов — SiC и GaN — помимо высокой стойкости к высоким напряжениям обладают, соответственно, способностью выдерживать экстремальные температуры и пригодны для работы на высоких частотах. Это позволяет существенно уменьшить площадь микросхемы, а также упростить проектирование сопутствующих цепей, что в свою очередь снижает объём компонентов модулей и систем, а также системы охлаждения. Помимо снижения массы и габаритов транспортных средств, благодаря низкому контактному сопротивлению и малым потерям при переключении, свойствам третьего поколения полупроводников, удается значительно сократить потери энергии при работе автомобиля; оба этих фактора существенно способствуют увеличению запаса хода электромобилей. Поэтому развитие технологий и рынка силовых модулей на основе SiC и GaN тесно связано с развитием электротранспорта.

　　Однако материалы на основе карбида кремния (SiC) пока находятся на стадии испытаний и внедрения; в настоящее время в автомобильной отрасли они применяются лишь в гоночных автомобилях, поэтому доля автомобильных силовых модулей, использующих решения на базе SiC, составляет менее одной тысячной процента. С другой стороны, современные GaN‑силовые компоненты производятся на двух типах подложек — GaN-on-SiC и GaN-on-Si; при этом GaN-on-SiC обладает преимуществами в теплоотводе и особенно подходит для работы в условиях высоких температур и высоких частот, что делает его перспективным для применения в базовых станциях 5G. Ожидается, что в ближайшие пять лет, благодаря прохождению сертификации автопроизводителями и коммерческому запуску сетей 5G в 2020 году, рынок подложек на основе SiC выйдет на этап быстрого роста.

　　Несмотря на то что при увеличении площади подложек на основе нитрида галлия (GaN) их стоимость остаётся высокой, что пока делает объём производства подложек GaN меньше, чем у подложек из карбида кремния (SiC), преимущества GaN в работе на высоких частотах по‑прежнему привлекают пристальное внимание ведущих технологических компаний. Помимо использования технологии GaN‑on‑SiC для изделий высокого класса, технология GaN‑on‑Si благодаря своим затратным преимуществам сегодня стала основной на рынке силовых компонентов на основе нитрида галлия; её применение в автомобильной электронике, а также в микросхемах управления питанием и зарядных системах для смартфонов демонстрирует значительный рост.

　　Исследовательский институт Topology Industry отмечает, что в условиях развития цепочек поставок, когда 5G и автомобильные технологии находятся в центре тенденций роста отрасли, на рынке сформировалась модель контрактного производства полупроводниковых пластин, предлагающая клиентам услуги по производству SiC‑ и GaN‑полупроводников; это изменило прежнюю ситуацию, когда соответствующие компоненты поставлялись лишь крупными интеграторами, такими как Cree, Infineon и Qorvo. Что касается GaN, то TSMC и UMC предоставляют услуги по контрактному производству GaN‑на‑Si, тогда как Win Semi специализируется на технологии GaN‑на‑SiC, ориентируясь на бизнес‑возможности, связанные с базовыми станциями 5G. Кроме того, X‑Fab, Hanlei и HuanYu также предлагают услуги по контрактному производству SiC и GaN. Благодаря развитию контрактного производства объём рынка полупроводниковых материалов третьего поколения будет и далее расширяться.