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GaN发展势头迅猛 将比预想更早形成10亿美元市场 |
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| http://cn.newmaker.com
8/3/2012 8:08:00 AM
日经BP社
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虽然现在只是初期阶段，但GaN（氧化镓）却为功率器件厂商及LED提供了非常大的可能性。在2009年以后，至少吸引了8800万美元的资金（主要投向美国Transphorm公司）。使用GaN的器件能够给消费类电子产品、照明器具及IT（信息通信）设备带来诸多优点。其需求估计在2015年之前将达到3亿美元，并且将比以前预想的时间更快达到10亿美元规模。
在POL（point-of-load，负载点）器件、数据服务器及高性能通信服务器使用的50～250V高端电源领域，销售GaN功率器件的美国国际整流器公司（International Rectifier，IR）和美国EPC公司的器件提供的效率之高，颇受客户好评。在这一IT及消费类电子产品领域，估计今后数年内GaN器件的销售额将持续占据50％以上的比例。
可开辟其他需求的用途方面，额定峰值电压估计在1200V左右。虽说GaN器件可在价格较低的硅基板上形成，但同样可在高温下工作的、具有高电子迁移率的SiC（碳化硅）这一竞争对手也不容忽视。虽然GaN的成本最多可比SiC低40％，但对于600V的GaN器件而言，在最初会带来很大影响的太阳能逆变器市场上，必须要战胜已普及的SiC。如果能战胜SiC的话，600V的GaN器件便有望在太阳能发电逆变器市场上扮演重要角色，延续其在UPS（不间断电源）及纯电动汽车（EV）市场的发展气势。
Transphorm首先与制造微逆变器的美国Enphase Energy公司通过名为“US Department of Energy-backed program”的项目展开了合作。另外，Transphorm还是最受关注的GaN相关投资对象，2009年以后从风险基金获得了共计6300万美元的资金。
大厂商也纷纷涉足
外延晶圆厂商比利时EpiGaN公司（或德国AZZURRO Semiconductors公司）、无厂商器件厂商加拿大GaN Systems公司、IC和部件供应商（收购了美国Velox Semiconductors公司的）美国Power Integrations公司已开始与德国英飞凌（Infineon）、韩国LG电子、荷兰恩智浦（NXP）、瑞士意法半导体（STMicroelectronics）、松下、古河电工、韩国三星电子（Samsung Electronics）等大厂商展开合作。
尽管这些企业在GaN功率器件的潜在能力方面拥有充分的自信，但同时也面临着自己的产品如何被认可的课题，估计要花费大量时间才能使销售额实现最大限度的增长。在实用化阶段，只有少数器件能够高价畅销，但随着大量生产，价格迟早会降至商用水平。同理，目前的价格远远高于数年后的硅基GaN外延晶圆也是如此。
生产成本可能会随着现行150mm晶圆的技术改进，以及向200mm晶圆的过渡而下降。但最终完全取决于业务模式。国际整流器公司选择完全整合的做法，而意法半导体及恩智浦恐怕不会自行生产外延晶圆，仍会像以前一样购买外延晶圆，只使用自己的CMOS工艺来生产。
掌握器件构造关键的外延
GaN器件构造会因是否采用整合手段而有所差异。IR和EPC通过采用逆向工程，使用了在Si基板上层叠的1μ～1.5μm厚的GaN外延层，而EpiGaN和AZZURRO提出了供应5μ～7μm厚GaN层的方案，其中蕴藏着彻底改变器件制造方法以及击穿电压的可能性。现在，为GaN功率器件用途采购外延晶圆的主要企业为GaN Systems、Nitek，以及BeMiTec等无厂企业。这些企业目前规模还较小，因此外延晶圆厂商在这一市场上能否获得成功还不得而知。
2013年市场将全面扩大
IR和EPC已在销售GaN产品，在实用化上走在了最前面。不过，他们的产品尚未完全得到认可，销售额还很低。EPC通过美国DigiKey公司的网店来销售，销量难以推断，恐怕收益只有30万美元左右。
2011年GaN器件普通市场的规模约为250万美元。2012年估计至少会有两家以上的大企业以及一家或两家新进企业开始大量生产。Yole Développement预测2012年GaN器件的市场规模有望超过1300万美元，但市场估计要等到2013年才会真正启动，预计会有高达5000万美元的市场需求。
势头迅猛的硅基GaN LED
硅基GaN技术正在走向普及，采用同样构造的功率器件也会越来越多。与功率电子领域相比，LED领域已导入GaN技术，因此实用化所花费的时间会更短。（特约撰稿人：Jean-Christophe Eloy，Yole Developpement总裁兼首席执行官）
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