在動力、能源與通訊革新下，部分受限于材料特性的 Si 組件逐漸被SiC、GaN 組件取代之趨勢無可逆轉(zhuǎn)。本篇報告主要在分析中國對于SiC、GaN 組件的長線需求背景，同時聚焦于中國本土供應(yīng)鏈的發(fā)展機會與動態(tài)。
在數(shù)字化浪潮下，半導(dǎo)體已是云端與各式終端設(shè)備不可或缺的關(guān)鍵組件，其中云端運算平臺、智能型手機與個人計算機搭載的運算和儲存單元，更是多元數(shù)字應(yīng)用持續(xù)升級、擴展、深化的推手之一。
如今搭載于云端、終端設(shè)備的運算、儲存單元多是由硅（Si）制成，在半導(dǎo)體制程、封裝技術(shù)持續(xù)發(fā)展下，也讓Si芯片能滿足日益復(fù)雜的云端、終端應(yīng)用需求。
但在部分領(lǐng)域，Si芯片卻受限于物理特性，逐漸無法跟上應(yīng)用需求。首先是電動車迅速崛起，電池取代燃油成為汽車的動力來源，掀起一波動力革新，此轉(zhuǎn)變讓汽車必須仰賴多種DC—DC轉(zhuǎn)換器、AC—DC 轉(zhuǎn)換器與主逆變器，而上述部件又須搭載耐高溫、耐高壓的功率半導(dǎo)體組件，方能有效率的運作。
不過因Si的單位厚度擊穿電壓值僅0.3x107V／cm，在高壓下的工作穩(wěn)定度不佳，且因為其能隙值為1.1eV、熱導(dǎo)率僅1.5W／cm℃，亦不利在高溫環(huán)境下工作。為了突破Si材料的瓶頸，業(yè)界乃轉(zhuǎn)向化合物半導(dǎo)體，而具有耐高壓、耐高溫的碳化硅（SiC）也成為取代Si的首選。
除了動力革新之外，再生能源系統(tǒng)的優(yōu)化亦促使SiC 組件逐步取代Si組件。為了加快實現(xiàn)碳中和，許多國家加速布建太陽能、風(fēng)能等再生能源系統(tǒng)，但是在能源轉(zhuǎn)換效率難以顯著爬升的情況下，降低電力傳輸過程中的耗損以提高發(fā)電效率就成為目前主要的努力方向。
由于SiC的物理特性能有效降低發(fā)熱與能源耗損，因此搭載SiC 組件的電力相關(guān)設(shè)備如逆變器、DC—DC轉(zhuǎn)換器、AC—DC轉(zhuǎn)換器，也比搭載Si組件的設(shè)備更能優(yōu)化電力傳輸效率，成為主要的替代方案。
未來將有更多工業(yè)機電設(shè)備、交通設(shè)施、儲能設(shè)備導(dǎo)入搭載SiC組件的逆變器、DC—DC轉(zhuǎn)換器或AC—DC轉(zhuǎn)換器；而GaN組件不僅見于快速充電、無線通信設(shè)備，亦將擴大切入電動車、電網(wǎng)、照明、雷射等領(lǐng)域。
主要章節(jié) ●●
1 動力、能源與通訊革新下，SiC、GaN取Si而代之
2 龐大內(nèi)需讓中國本土供貨商更有發(fā)揮空間
3 中國本土SiC、GaN供應(yīng)鏈聚焦基板、磊晶與IDM
4 拓墣觀點
圖表資料 ●●
1 Si、SiC、GaN材料特性
2 SiC、GaN主要應(yīng)用領(lǐng)域
3 2022~2026年中國新能源車銷售量
4 2022年中國電力新增裝機類別占比
5 中國本土SiC、GaN供貨商舉要及其重點布局情況