SiC 는 주로 전동차 역변기 등 구동 시스템의 소량의 경화를 실현하는 데 쓰인다.SiC 부품이 Si 부품에 대한 장점은 에너지 손실을 낮추고 소형화와 고온을 더 잘 이룰 수 있다는 점이다.SiC 는 고압 분야에 적합하고, GaN 은 저압 및 고주파 분야에 더욱 적용된다.
시크는 3대 반도체 재료의 대표다.실리콘의 경우 현재 SimoSFET는 1000V 이하로 약 600 ~900V를 넘으면 칩 사이즈가 커지고 손실, 기생전용도 상승한다.SiC 부품이 Si 부품에 대한 장점은 에너지 손실을 낮추고 소형화와 고온을 더 잘 이룰 수 있다는 점이다.SiC 전력 부품의 손실은 Si 부품의 50% 안팎이다.SiC 는 주로 전동차 역변기 등 구동 시스템의 소량의 경화를 실현하는 데 쓰인다.
그림 1:SiC 스위치 손실.(데이터 소스: 자료 공개 정리)
잉글링과 코예는 전 세계 시C 시장의 70% 를 차지했다.로엄은 본다의 클라리티에 SiC 출력 부품을 탑재했다. 클라리티는 세계 최초로 풀시씨로 구동한 연료 전동자동차로 고온 아래 동작과 저손실 등의 특징을 가지고 있어 냉각에 쓰이는 산열영화를 줄여 내부 공간을 확대할 수 있다.
2017년 글로벌 SiC 전력 반도체 시장 총액은 3억 99억 달러에 이른다.2023년 시장 총액은 16억 444억 달러로 연중 복합 성장률이 26.6% 로 예상된다.응용으로 보면 혼합동력과 순전동자동차의 증가율은 81.4%에 달한다.제품으로 보면 시CFETS의 성장률이 38.9%에 이른다.이어 전 SiC 전력 모듈, 성장률은 31.7%에 달한다.
정책 지지력이 크게 높아져 제3대 반도체 산업 코너 초과를 추진하고 있다.국가와 각 지방정부는 계속 정책과 산업부양기금 지원 3세대 반도체 발전을 지지하고 있다.2018년 7월 국내 최초'제3대 반도체 전력전자기술 노선도'가 공식 발표해 중국 제3대 반도체 전력전자 기술의 발전 경로 및 산업 건설을 제시했다.복건성은 500억을 투입하고 전문적인 안심 펀드를 세워 제3대 반도체 산업집단을 건설한다.
GaN 응용 장면이 늘고 발전의 기회를 맞고 있다.GaN 의 금대 너비가 비교적 커서 GaN 을 이용해 큰 대역폭, 더 큰 증폭기 증가, 크기가 더 작은 반도체 부품을 얻을 수 있다.GaN 부품은 주파수기와 전력전자 부품으로 나눌 수 있다.GaN 의 사파소는 PA, MIMO 등 기지역 위성, 레이더 시장을 향한다.전력 전자 제품 은 SBD, FET 등 무선 충전, 전원 스위치 등 시장을 포함한다.
그림 2:GaN 의 응용 영역 및 전압 분포.(데이터 소스: 자료 공개 정리)
2026년 글로벌 GaN 전력 부품 시장 규모는 4.4억 달러로 복합 연간 29.4% 에 이를 것으로 예상된다.최근 들어 갈수록 많은 회사가 GaN 의 산업 사슬에 가입하고 있다.초창회사 EPC, GaNSystem, Transphorm 등을 초창한다.그것들은 대다수가 전기를 쌓거나 X -FAB 를 대리 파트너로 꼽는다.업계의 거두들은 잉글리시, 안삼미와 의법반도체 등 IDM 모드를 채택한다.
그림 3: 글로벌 GaN 시장 규모.(데이터 소스: 자료 공개 정리)
SiC 는 고압 분야에 적합하고, GaN 은 저압 및 고주파 분야에 더욱 적용된다.비교적 큰 금대 너비가 부품의 도통 저항이 줄었다.비교적 높은 포화적 이동 속도로 SiC, GaN 은 속도가 더 빠르고 체적보다 작은 전력반도체 기구를 얻을 수 있다.그러나 두 사람의 중요한 차이는 열전도율이다. 이는 고전력 응용에서 SiC 가 통치위치에 있다.반면 GaN 은 더 높은 전자이동률을 가지고 있어 더 높은 스위치를 얻을 수 있으며, 고주파 분야에서 GaN 은 우세를 갖추고 있다.SiC 는 1200V 이상의 고압 분야에 적합하고, GaN 은 40 -1200V의 고주파 분야에 더 적용된다.
현재 상업화 시CMOSFET의 최고 작업 전압은 1700V로, 작업 온도는 100 -160 ℃, 전류는 65A 이하이다.시CMOSFET 현재 주요 제품은 650V, 900V, 1200V와 1700V가 있다.2018년 국제 주요 업체들이 내놓은 시씨C 신제품 중 크레가 선보이는 신형 E 시리즈 시CMOSFET는 현재 업계에서 유일하게 자동차 AEC -Q101 인증을 통해 PPAP 요구에 부합한 시CMOSFET다.
현재 상업화 GaNHEMT 의 최고 작업 전압은 650V, 작업 온도는 25 ℃, 전류는 120A 이하이다.GaNHEMT 현재 주요 제품은 100V, 600V와 650V가 있다.2018년 국제 주요 업체들이 내놓은 GaNSystems GaNSystems GaNE -HEMT 시리즈 제품은 업계에서 가장 높은 전류 등급을 이뤘으며 시스템 전력밀도를 20kW에서 500kW로 높였다.EPC 가 생산한 개엔트는 자동차 AEC -Q101 인증을 받은 카인 제품이다.그 체적은 전통보다 훨씬 작은 SimoSFET, 스위치 속도는 SimoSFET의 10 -100배.
현재 상업화 GaN 전력 증폭기의 최고 작업 주파수는 31GHz이다.2018년 MACOM, Cree 등 기업들이 개인 MMMIC PA 모듈화 출력 제품, 기소, 레이더 등을 향한 응용 시장을 속속 출시했다.
SiC 는 광복 역변기 (PV), 저장에너지 / 배터리 충전, 무방전 전원 (UPS), 스위치 전원 (SMPS), 공업드라이브 및 의료 등 시장을 주로 응용한다.SiC 는 전동기 역변기 등 구동 시스템의 소량을 경화시킬 수 있다.
그림 4:2023년 GaN 출력 부품 주류 응용 예측.(데이터 소스: 자료 공개 정리)
GaN 은 충전기에 응용할 때 제품의 사이즈를 줄일 수 있다.현재 시중에 있는 GaN 충전기 지원은 USB 를 지원하고 있으며 27W, 30W, 45W 전력으로 많이 증가하고 있다.스마트폰 제조업체 Apple 역시 케이블 기술을 무선 충전 해결 방안으로 꼽을 가능성이 높아지고 있다.
5G 주요 배치 주파수는 광역으로 덮인 sub -6 -GHz 와 공항 등 고밀도 구역 20GHz 이상