關(guān)鍵結(jié)論：
新興市場碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）功率半導(dǎo)體預(yù)計將在2020年達到近10億美元,，推動力來自混合動力及電動汽車,、電力和光伏（PV）逆變器等方面的需求。
SiC和GaN功率半導(dǎo)體在混合動力和電動汽車的主傳動系逆變器中的應(yīng)用,，將導(dǎo)致2017之后復(fù)合年增長率（CAGR）超過35%,，在2027年達到100億美元,。
到2020年，GaN-on-silicon (Si)晶體管預(yù)期將會達到與硅金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MOSFET）和絕緣柵雙極晶體管（IGBT）持平的價格,，同時也會提供相同的優(yōu)越性能,。一旦達到這個基準(zhǔn)，2024年GaN電力市場預(yù)計將達到6億美元，2027年攀升至17億美元以上,。
IHS Markit分析
對SiC行業(yè)持續(xù)強勁增長的預(yù)期很高,，主要推動力是混合動力和電動汽車銷售的增長。市場的滲透也在增長,，特別是在中國,，肖特基二極管、MOSFET,、結(jié)柵場效應(yīng)晶體管（JFET）和其他SiC分立器件已經(jīng)出現(xiàn)在量產(chǎn)汽車DC-DC轉(zhuǎn)換器,、車載電池充電器之中。
越來越明顯的跡象是,，傳動系主逆變器——采用SiC MOSFET,，而不是Si絕緣柵雙極晶體管（IGBT）—將在3-5年內(nèi)開始出現(xiàn)在市場上。由于非常多的設(shè)備用于主逆變器中,，遠遠多于在DC-DC轉(zhuǎn)換器和車載充電器中的數(shù)量,，這就會迅速增加設(shè)備需求。也許在某個時間點,，逆變器制造商最終選擇定制全SiC功率模塊,，而不選擇SiC分立器件。集成,、控制和封裝優(yōu)化是模塊化裝配的主要優(yōu)點,。
不僅每輛車的SiC設(shè)備數(shù)量將會增加，而且對于電池電動汽車（BEV）和插電式混合動力電動汽車（PHEV）的新增全球注冊需求也將在2017年和2027年之間增加10倍,，因為全球許多政府都鎖定目標(biāo)降低空氣污染,，同時減少依賴燃燒化石燃料的車輛。中國,、印度,、法國、英國和挪威都已經(jīng)宣布計劃在未來數(shù)十年內(nèi)禁止搭載內(nèi)燃機的汽車,，代之以更清潔的車輛,。電氣化車輛的前景一般來說將會因此而變得非常好，特別是對寬禁帶半導(dǎo)體而言更是如此,。
SiC
與第一代半導(dǎo)體材料Si和第二代半導(dǎo)體材料GaAs相比,，SiC具有更優(yōu)良的物理和化學(xué)性質(zhì)，這些性質(zhì)包括高熱導(dǎo)率,、高硬度,、耐化學(xué)腐蝕,、耐高溫,、對光波透明等。SiC材料優(yōu)異的熱學(xué)特性和抗輻照特性也使其成為制備紫外光電探測器的首選材料之一,。此外,，SiC基傳感器能夠彌補Si基傳感器在高溫,、高壓等惡劣環(huán)境下的性能缺陷，從而擁有更廣闊的適用空間,。以SiC為代表的寬禁帶半導(dǎo)體功率器件是目前在電力電子領(lǐng)域發(fā)展最快的功率半導(dǎo)體器件之一,。
SiC電力電子器件主要包括功率二極管和三極管（晶體管、開關(guān)管）,。SiC功率器件可使電力電子系統(tǒng)的功率,、溫度、頻率,、抗輻射能力,、效率和可靠性倍增，帶來體積,、重量以及成本的大幅減低,。SiC功率器件應(yīng)用領(lǐng)域可以按電壓劃分：
低壓應(yīng)用（600 V至1.2kV）：高端消費領(lǐng)域（如游戲控制臺、等離子和液晶電視等）,、商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域（如筆記本電腦,、固態(tài)照明、電子鎮(zhèn)流器等）以及其他領(lǐng)域（如醫(yī)療,、電信,、國防等）
中壓應(yīng)用（1.2kV至1.7kV）：電動汽車/混合電動汽車（EV/HEV）、太陽能光伏逆變器,、不間斷電源（UPS）以及工業(yè)電機驅(qū)動（交流驅(qū)動AC Drive）等,。
高壓應(yīng)用（2.5kV、3.3kV,、4.5kV和6.5kV以上）：風(fēng)力發(fā)電,、機車牽引、高壓/特高壓輸變電等,。
GaN
GaN功率器件和其他類型的功率半導(dǎo)體用于功率電子領(lǐng)域,。基本上,，功率電子設(shè)備利用各種固態(tài)電子部件,，在從智能手機充電器到大型發(fā)電廠的任何事物中，更有效地控制和轉(zhuǎn)換電能,。在這些固態(tài)部件中,，芯片處理開關(guān)和電源轉(zhuǎn)換功能。
對于這些應(yīng)用而言,，GaN是種理想的選擇,。GaN基于鎵和III-V族氮化物，是一種寬帶隙工藝，意味著它比傳統(tǒng)的基于硅的器件更快,，而且能夠提供更高的擊穿電壓,。
SiC器件獲得成長的最大抑制因素可能是GaN器件。第一個符合汽車AEC-Q101規(guī)范的GaN晶體管在2017年由Transphorm發(fā)布,，而且在GaN-on-Si外延片上制造的GaN器件具有相當(dāng)?shù)偷某杀?，也比在SiC晶片上制造任何產(chǎn)品都更為容易。由于這些原因,，GaN晶體管可能會成為2020年代后期逆變器中的首選,，優(yōu)于較昂貴的SiC MOSFET。
Transphorm創(chuàng)新的Cascode結(jié)構(gòu)
近年來,，有關(guān)GaN功率器件最有趣的故事是GaN系統(tǒng)集成電路（IC）的到來,，也就是將GaN晶體管與硅柵驅(qū)動器IC或單片全GaN IC一同封裝起來。一旦它們的性能針對移動電話和筆記本充電器和其他高容量應(yīng)用得到優(yōu)化,，就很可能在更廣泛的范圍內(nèi)大面積普及,。相反，商業(yè)化的GaN功率二極管發(fā)展從未真正開始,，因為它們未能提供相對于Si器件更為顯著的益處,，相關(guān)的發(fā)展已被證明太過昂貴而且不可行。SiC肖特基二極管已經(jīng)很好地用于這一目標(biāo),，并且具有良好的定價路線圖,。