L'état actuel de la technologie et du marché du SiC, et la tendance du développement dans les prochaines années
Le marché des dispositifs SiC est prometteur. Les ventes de diodes à barrière Schottky ont mûri et les expéditions de MOSFET devraient augmenter considérablement au cours des trois prochaines années. Selon les analystes de Yole Développement, SiC est très mature en termes de diodes et GaN ne présente aucun défi pour les MOSFET SiC de tensions supérieures ou égales à 1,2 kV. Le GaN peut concurrencer les MOSFET du SiC dans la plage de 650 V, mais le SiC est plus mature. On prévoit que les ventes de SiC augmenteront rapidement et que SiC gagnera des parts de marché sur le marché des dispositifs d'alimentation en silicium. On estime que le taux de croissance composé atteindra 28% dans les prochaines années.
IHS Markit estime que le secteur du SiC continuera de croître fortement, tiré par la croissance d'applications telles que les véhicules hybrides et électriques, l'électronique de puissance et les onduleurs photovoltaïques. Les dispositifs de puissance SiC comprennent principalement des diodes de puissance et des transistors (transistors, transistors de commutation). Les dispositifs d'alimentation SiC doublent la puissance, la température, la fréquence, l'immunité aux rayonnements, l'efficacité et la fiabilité des systèmes électroniques de puissance, ce qui entraîne une réduction significative de la taille, du poids et du coût. La pénétration du marché du SiC se développe également, notamment en Chine, où des diodes Schottky, des MOSFET, des transistors à effet de champ à jonction grille (JFET) et d’autres dispositifs discrets du SiC sont apparus dans des convertisseurs CC-CC automobiles fabriqués en série et des chargeurs de batteries automobiles.
Dans certaines applications, les dispositifs GaN ou les circuits intégrés de systèmes GaN peuvent devenir des concurrents pour les dispositifs SiC. Le premier transistor GaN conforme à la spécification automobile AEC-Q101 a été publié par Transphorm en 2017. De plus, les dispositifs GaN fabriqués sur Plaquette epitaxiale de GaN sur Si ont un coût relativement bas et sont plus faciles à fabriquer que tout produit sur Plaquettes de SiC . Pour ces raisons, les transistors GaN peuvent constituer le premier choix pour les inverseurs à la fin des années 2020 et sont supérieurs aux MOSFET SiC plus coûteux. Les circuits intégrés du système GaN emballent des transistors GaN avec des CI de contrôle de grille en silicium ou des CI monolithiques à GaN complet. Une fois leurs performances optimisées pour les téléphones mobiles, les chargeurs d’ordinateurs portables et d’autres applications à volume élevé, il sera probablement largement disponible à une plus grande échelle. Le développement actuel des diodes de puissance GaN commerciales n'a pas vraiment commencé car elles ne fournissent pas d'avantages significatifs par rapport aux dispositifs en Si et sont trop chères pour être réalisables. Les diodes Schottky SiC ont été bien utilisées à ces fins et ont une bonne feuille de route en matière de tarification.
Dans le secteur de la fabrication de cette ligne, peu de fabricants proposent ces deux matériaux, mais Xiamen Powerway Advanced Materials Co., Ltd. (PAM-XIAMEN) s’engage à la fois dans les matériaux GaN et SiC. Sa ligne de production comprend un substrat en SiC et une épitaxie, un substrat en GaN. Plaquette de GaN HEMT epi sur silicium / SiC / saphir et matériau à base de GaN avec MQW pour émission bleue ou verte.
IHS Markit s'attend à ce que: le marché combiné des semi-conducteurs de puissance SiC et GaN avoisine le milliard de dollars, tiré par la demande de véhicules hybrides et électriques, d'électronique de puissance et d'onduleurs photovoltaïques. Parmi eux, l'application de semi-conducteurs de puissance SiC et GaN dans les principaux onduleurs de transmission des véhicules hybrides et électriques conduira à un taux de croissance annuel composé (CAGR) de plus de 35% après 2017 et de 10 milliards de dollars US en 2027. D'ici 2020 Les transistors GaN-sur-Si auront le même prix que les MOSFET et les IGBT à Si, tout en offrant les mêmes performances supérieures. Une fois cet objectif atteint, le marché de l’énergie GaN devrait atteindre 600 millions de dollars en 2024 et atteindre plus de 1,7 milliard de dollars en 2027.
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