深圳电子展|SiC与GaN，谁拥有更广阔的星辰大海？
当下，低碳化和数字化齐头并进的发展，带来了万物互联、能源效率、未来出行等多重变革。而在这个突飞猛进的过程中，第三代半导体则发挥着重要作用。同属第三代半导体，碳化硅和氮化镓近年来不断发光发热，成为半导体领域的“流量明星”。那么，这两种材料，谁的市场前景更大呢？今天就由深圳电子展小编为你解读更多行业新趋势。
碳化硅和氮化镓都具有禁带宽度大、电子漂移饱和速度高、导电性能好等特点，这就决定了碳化硅与氮化镓有部分重叠的应用领域，双方均可应用于电动汽车、光伏储能领域。
但两者也有各自的优势，比如碳化硅在导热率上更具优势，而氮化镓则具备更高的电子迁移率，因此碳化硅与氮化镓的应用领域必定有所区别。针对这一问题，化合物半导体市场与业内多家企业进行深入沟通，了解不同企业的看法与布局。
碳化硅与氮化镓虽有竞争，却各有侧重。据介绍，碳化硅更侧重于高压应用，尤其是在电动汽车电池800V电压平台技术，SiC的高压工作特性会更具有应用优势；GaN则更侧重高频应用，在OBC、DCDC、储能电源系统等应用中可以实现降低体积与重量，提升效率。
但未来，随着GaN耐压能力的进一步提升，其可承受1200V超高电压，并具备更高性价比时，在新能源市场的应用优势将越发明显。而SiC凭借其固有的优势，将往更高耐压的技术路径深入发展，在超高压电网等领域得以施展拳脚。
GaN功率器件既拥有类似SiC在宽禁带材料方面的性能优势，也拥有更强的成本控制潜力。与传统硅材料相比，基于GaN材料制备的功率器件拥有更高的功率输出密度和更高的能量转换效率，并可以使系统小型化、轻量化，可有效降低电力电子装置的体积和重量。随着新能源汽车市场的爆发式增长，未来在新能源汽车市场，GaN也将拥有自己的一席之地。
GaN在新能源汽车领域所面临的挑战。据悉，由于车规级认证过程较慢，对器件的可靠性和安全性要求较高，并且GaN要同时面临硅器件和SiC器件的竞争，因此只有GaN做得足够好，成本足够低，才可以有较强的竞争力，否则难以进行大规模应用和普及。此外，由于硅基GaN功率器件的工作电压较低，而耐高压的SiC基GaN功率器件又比较贵，GaN功率器件预计要到2025年后才有可能在电动车上进行部署。
GaN和SiC均在功率器件的应用中存在巨大潜力。其中，GaN器件作为高频工作中出色的器件，在中等耐压范围的应用中备受期待。
据介绍，与SiC相比，GaN具有出色的高速开关特性，因而在基站和数据中心等领域中，GaN器件由于可以降低各种开关电源的功耗并实现小型化而被寄予厚望；而在汽车行业，GaN器件则可应用于车载OBC，48V DC/DC转换器。
总体而言，碳化硅和氮化镓在应用上的竞争领域以耐受电压600V-900V为界，高于此区间以碳化硅为主，比如高铁、输变电、新能源汽车以及工业控制等；而低于此区间则以氮化镓的应用潜力更大，比如微波射频、开关以及充电器等。
从市场空间上而言，由于成本及技术原因，目前硅基半导体材料仍然是市场的主流，而碳化硅与氮化镓器件的渗透率仍有较大提升空间。
其中，SiC的市场规模又高于GaN。2023年整体SiC功率元件市场规模达22.8亿美元，年成长41.4%，至2026年SiC功率元件市场规模可望达53.3亿美元。
碳化硅材料具有独特的电、光、声等特性，其制备的器件具有优异的性能，在未来自有其星辰大海，也有机会诞生更多百亿甚至千亿市值的公司；但氮化镓也不遑多让，在汽车、数据中心、工业等应用领域的发展前景十分广阔。
总体而言，材料特性决定应用领域，碳化硅及氮化镓将在不同场景发光发热；而尽管市场空间有大小，但碳化硅及氮化镓均是当下炙手可热的新材料，为多项新技术赋能。
孙子兵法中写道，宁可备而不战，不可无备而战——因此，不管专注于碳化硅亦或是氮化镓，在市场爆发的当下，处于产业链各环节的企业都需要有足够的信心和耐心，积扩充产能、提升技术，以获得更高的性能、更多的单位产出以及更低的成本。
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文章来源：化合物半导体市场