新一代功率半导体:元件开发竞争激烈

2013-12-30 09:52:06来源: 技术在线

    与现在的Si功率半导体相比,SiC及GaN等新一代功率半导体有望利用逆变器和变流器等大幅提高效率并减小尺寸。2013年采用SiC功率元件和GaN功率元件的事例逐渐增加,同时各企业也围绕这些元件展开了激烈的开发竞争。

    SiC功率半导体方面,在极设有沟道的沟道型MOSFET的开发在2013年大幅加速。以前推出的SiC MOSFET只有平面型,尚未推出沟道型。沟道型MOSFET的导通电阻只有平面型的几分之一,因此可以进一步降低损耗。导通电阻降低后,采用比平面型更小的芯片面积即可获得相同载流量。也就是说,能够削减成本。

    由于沟道型MOSFET具有以上特点,日本各半导体厂商将其视作“可充分发挥SiC优势的晶体管第一候选”,正式开始进行研究开发。这一动向在2013年9月29日~10月4日举行的SiC相关国际学会“ICSCRM 2013”上得到了充分体现。在此次会议上,各企业纷纷发表了沟道型SiC MOSFET的最新开发成果。比如罗姆、住友电气工业及三菱电机等。其中,罗姆在实用化方面似乎走在前列。该公司将在2014年上半年推出栅极和源极都设有沟道的“双沟道型”SiC MOSFET。

    SiC备受汽车行业的期待。比如,电装正在自主研发SiC基板和功率元件。当然,该公司也在开发沟道型MOSFET,并宣布将于2015年推出产品。

日本各大企业纷纷开展GaN功率元件业务

    GaN功率元件方面,日本各大企业相继发布了新产品,还有不少企业宣布涉足功率元件业务。其中,变化较大的是耐压600V的GaN功率晶体管(参阅本站报道)。耐压600V的功率晶体管能够应用于空调、电磁炉等白色家电,混合动力汽车和纯电动汽车的逆变器,光伏逆变器及工业设备等输出功率在数百~数万W的功率转换器。

    以前,GaN功率晶体管的耐压大都在200V以下,耐压600V的产品达到实用水平的只有美国Transphorm公司一家。进入2013年,松下和夏普宣布涉足GaN功率元件业务,前者于2013年3月开始样品供货耐压600V的产品,后者于2013年4月开始样品供货耐压600V的产品。此外,国际整流器公司(IR)公司及EPC公司也在为实现耐压600V产品的实用化而进行研发。

    富士通半导体也已开始样品供货GaN功率晶体管,该公司于2013年11月与Transphorm公司签订了合并GaN功率器件业务的协议。双方的业务合并后,将由Transphorm开发GaN功率器件,由富士通半导体制造

亚洲企业也纷纷涉足

    前面提到的企业只不过是其中一小部分,另外还有很多企业着手研发GaN功率元件,准备开展相关业务。今后在从事GaN功率元件的半导体厂商之间,估计会展开激烈的价格竞争。

    尤其是韩国、中国大陆和台湾等亚洲半导体厂商全面涉足GaN功率元件业务之后,价格竞争将更为激烈。GaN功率半导体的生产能够沿用过去生产逻辑IC等产品使用的支持6~8英寸Si基板的生产设备以及面向LED引进的GaN类半导体外延设备等,这将推动亚洲企业涌进该市场。

    实际上,在2013年5月举行的功率半导体相关国际会议“ISPSD 2013”上,中国大陆、台湾、韩国等亚洲企业纷纷发布了GaN功率元件方面的研究成果。其中,三星电子的成果备受关注。该公司已在口径200mm(8英寸)的Si基板上试制出了GaN功率晶体管。

    三星电子最近在致力于功率半导体领域的研发。该公司于1998年将功率IC部门卖了飞兆半导体,但在2年前又成立了功率半导体部门。

    不仅是GaN功率半导体领域,在SiC功率半导体领域,日本以外的亚洲企业的实力也在逐渐增强。实际上,准备生产SiC基板和二极管的企业越来越多,表现尤为突出的是SiC基板领域。

    比如,在前面提到的ICSCRM 2013上,北京天科合达蓝光半导体有限公司、山东天岳先进材料科技有限公司及韩国SKC公司均宣布在开发口径150mm(6英寸)的SiC基板。就在几年前,亚洲企业中涉足该领域的只有北京天科合达蓝光这一家,如今形势已经改变。

    2014年,在功率半导体领域也要关注亚洲企业的动向。

关键字:功率半导体  半导体

编辑:刘燚 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/manufacture/2013/1230/article_9729.html
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