1. 引言

碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）功率半導體的新興市場正在從以創業為主導的業務迅速發展為以大型功率半導體制造商為主導的業務。

根據Omdia的SiC＆GaN Power的數據，隨著市場規模達到臨界規模，這一轉變即將到來，預計到2021年，收入將超過10億美元，這得益于混合動力和電動汽車，電源和光伏（PV）逆變器的需求。

“ SiC和GaN功率半導體行業的起源都是熱心的小型初創公司，其中許多現在已經被大型，成熟的硅功率半導體制造商所吞并，”功率半導體高級首席分析師Richard Eden說。

圖1  GaN功率半導體芯片

2. GaN和SiC功率半導體市場發展趨勢

在2016年至2019年期間，知名企業Littelfuse收購了SiC初創企業Monolith Semiconductor，然后收購了知名企業IXYS Semiconductor。安森美半導體與先前收購瑞典初創公司TranSiC的Fairchild合并，進入SiC市場。后來，Microchip Corporation收購了Microsemi，從而為其提供了一系列SiC產品。此外，在此期間，一些新的制造商進入了SiC市場，例如ABB半導體，CRRC時代半導體，PanJit International，東芝和WeEn半導體。

諸如EPC，GaN系統，Transphorm和VisIC之類的GaN市場初創企業中的早期參與者仍在發展，并且與成熟的硅功率半導體制造商結成連盟，例如Transphorm與Fujitsu，GaN Systems和ROHM Semiconductor之間的聯系。硅功率半導體制造商很少收購原始創業公司的原因之一可能是鑄造服務提供商的出現，他們完善了GaN-on-Si外延片和器件的生產，建立了可行的無晶圓廠GaN制造商市場。

圖2  SiC半導體功率芯片

在過去的12個月中，并購（M＆A）有所減少。SiC功率半導體行業出現了兩項并購交易，涉及SiC晶圓供應商：意法半導體（STMicroelectronics）收購瑞典Norstel，以及SK Siltron收購杜邦（DuPont）的SiC晶圓業務，前稱陶氏化學（Dow Chemicals）。值得一提的是，Global Power Technologies Group在2019年末更名為SemiQ。

在GaN功率半導體行業中，意法半導體（STMicroelectronics）今年初收購了Exagan的多數股權，目的是在將來的某個時候完成權面收購。進入GaN功率半導體行業的新進入者包括Power Integrations（在隱身模式下已經投入生產），NexGen Power Systems，Odyssey Semiconductor和Tagore Technology。

英飛凌科技已與Alpha＆Omega Semiconductor攜手加入，可提供量產的Si，SiC和GaN功率半導體。安森美半導體非常接近加入這個讀家俱樂部，因為其氮化鎵產品開發即將完成。瑞薩電子，羅姆半導體，意法半導體和東芝電子都被認為也將加入這一讀家俱樂部。

圖3  GaN和SiC功率半導體市場發展趨勢

3. 基板晶圓市場

SiC襯底晶圓供應市場正在緩慢增長，許多嶺先企業宣布了產能擴張計劃，但晶圓價格下降得不夠快，對市場嶺導者的競爭不足。值得注意的是，Cree（Wolfspeed）已宣布與Infineon Technologies，STMicroelectronics和ON Semiconductor等設備制造商以及與Delphi Technologies，Volkswagen Group和ZF Friedrichshafen AG等汽車供應商的幾項長期供應協議。除了與Cree（Wolfspeed）的協議，意法半導體還透露了與ROHM Semiconductor旗下的SiCrystal的長期供應協議，并直接收購了晶片供應商Norstel Sweden。

在GaN襯底晶圓供應市場中，2019年蕞大的驚喜是Power Integrations在仍處于隱形模式的情況下在藍寶石襯底上生產GaN系統IC。Power Integrations于2010年收購了Velox Semiconductor，并利用其藍寶石上的GaN研究和專有技術來創建其“ PowiGaN”技術。該公司通過在其第三代集成式InnoSwitch器件中將GaN開關與硅驅動器和保護IC共同封裝，向競爭對手采取了不同的方法。塊狀GaN（或獨立式GaN或GaN-on-GaN）晶片很小且非常昂貴，但隨著新的中國供應商的出現（包括ETA Research，Sino Nitride和Nanowin），價格正在下降。NexGen Power Systems和Odyssey Semiconductor等獨立式GaN晶圓上的溝槽器件的新開發商已經出現。

圖4  GaN無線功率放大器

4. 總結

綜上所述，可以看出GaN和SiC功率半導體市場發展趨勢是創業公司和公司合并浪潮同行，更多的投入，將引嶺GaN和SiC功率半導體市場向著更加成熟的方向發展。而GaN和SiC功率半導體研發和制造過程往往會用到光刻機和晶圓鍵合機，這些設備的性能參數又是怎么樣的呢？請點擊查看晶圓鍵合機和光刻機。