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在第四代半导体中氧化镓能取代碳化硅？
作者： 本站 来源： 本站 时间：2024年01月06日
一、行业关注氧化镓
在数字化和智能化趋势的推动下，半导体市场的发展热度持续攀升。特别是随着量子信息、人工智能等高新技术的不断发展，半导体新体系及其微电子等多功能器件技术也在迅速更新迭代。为了满足新的高性能和低成本的需求，行业内开始关注第四代半导体，其中最引人瞩目的就是氧化镓。
二、专家点评
氧化镓具有许多优越的特性，被视为可能颠覆目前的化合物半导体市场，并让国产芯片商实现弯道超车的材料。但氧化镓也有不少挑战需要面对和克服。在这篇文章中，与非研究院将详细介绍氧化镓的优势、挑战以及市场前景。
三、氧化镓的优势
氧化镓，这种第四代半导体材料，具备禁带宽度大（4.8 eV）、临界击穿场强高（8MV/cm）、导通特性好等优势。氧化镓有五种已确认的结晶形态，其中最稳定的是β-Ga2O3。其禁带宽度为4.8～4.9 eV，击穿场强高达8 MV/cm，而其导通电阻比SiC、GaN低得多，极大降低了器件的导通损耗。其特性参数巴利加优质（BFOM）高达3400，大约是SiC的10倍、GaN的4倍。
四、氧化镓的市场潜力
据NCT等预测，氧化镓晶圆的市场在未来十年将放量增长，到2030年度将扩大到约30.2亿元人民币规模。这种趋势反映了氧化镓在功率电子设备中的重要性及其未来的潜力。在一些特定应用领域，氧化镓有着巨大的优势。
1
在功率电子领域
氧化镓功率器件与氮化镓、碳化硅有部分重合，军用领域主要应用于高功率电磁炮、坦克战斗机舰艇等电源控制系统以及抗辐照、耐高温宇航用电源等。
2
民用领域
氧化镓主要应用于电网、电力牵引、光伏、电动汽车、家用电器、医疗设备和消费类电子等领域。
3
在工业领域
在工业领域，它有几大机会和优势，包括单极替换双极，更高的能效，易于大规模生产，以及可靠性的需求。这些特性使得氧化镓在未来的电力应用中可能扮演重要角色。长期来看，氧化镓的功率器件预计将在650V/1200V/1700V/3300V的市场中发挥作用，并预计在2025年至2030年将全面渗透车载和电气设备领域。
4
新能源车市场
充电桩对成本非常敏感，这就为氧化镓提供了机会。如果能满足甚至超过性能需求的同时，以成本优势获得市场的认可，那么氧化镓在这个领域的应用就有很大的可能性。
5
在射频器件市场
氧化镓的市场容量可参考碳化硅外延氮化镓器件的市场。新能源汽车的核心是逆变器，对器件的规格要求非常高。目前，有意法半导体、日立、安森美、Rohm等企业能够量产供应车规级SiC MOSFET。预计到2026年，这一数字将增长至22.22亿美元。
总的来说，氧化镓在功率器件领域有很大的潜力，能够在多个领域与SiC、GaN等材料进行竞争，满足高效、低能耗、高频和高温等高性能应用的需求。但是，新材料在逆变器和充电器等应用上的渗透需要时间，需要不断进行面向特定应用的适合规格的开发，并逐步向市场推广。
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