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5G驱动 SiC/GaN功率半导体前景光明

奠基4G的基础,以及新兴应用对于行动网路低延迟、高传输速率的需求,5G行动通讯技术在全球业者的期待之下,加速发展中。随着2018年标准底定时间越来越接近,相关半导体厂商、网通设备商及其他相关业者,对5G技术架构的了解有越来越清晰的轮廓。


5G行动技术的发展也为半导体產业带来新的发展前景与技术挑战。其中,由于5G行动通讯技术有部分将採用较高频段以实现高速传输,以及超低延迟能力,同时,却不能因5G使用超高频段而使得基地台或行动装置的功耗飙高,也因此,高效能功率与化合物半导体元件—氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs)—在5G技术相关终端產品发展歷程中,不仅将扮演重要角色,其市场发展也可因受惠5G市场而有巨大的增长契机。


举例来说,行动装置与基地台不可或缺的射频(RF)与电源功率元件,为了满足省电、小尺寸及更高效能的需求,自4G技术开始发展时,砷化镓、氮化镓、碳化硅等RF功率放大器(Power Amplifier,PA)即已开始崭露头角,而随着5G的技术不断发展,未来功率表现更佳的氮化镓将可望成为市场主流。


眾所周知,氮化镓及砷化镓功率半导体相较于传统的硅(Si)功率半导体具备诸多优势,如开关速度快、电流损耗低、功率密度更高等,还有诸多特性是硅功率半导体难以望其项背,唯独成本仍落后硅功率半导体较多距离。


但在相关材料、制程设备与技术相关业者共同努力下,相信未来氮化镓、砷化镓功率半导体能够在制程技术上有新进展。


不仅如此,在5G应用外,包括太阳能逆变器、电动车等,氮化镓及碳化硅功率元件也已成为相关厂商注目的焦点。根据Yole Developpement针对碳化硅功率元件所做的预测,至2022年,在新兴应用驱动下,碳化硅元件整体市场规模将增长至10亿美元以上,2020-2022年间的年复合成长率可达40%。


另一方面,日本富士经济的调查亦显示,到2020年全球功率半导体的市场规模达33,009亿日圆,其中,氮化镓、碳化硅等新一代功率半导体增长率较其他功率半导体高,销售额可望达到1,665亿日圆。


面对如此庞大的商机,SEMICON Taiwan国际半导体展为让与会者深入了解新一代功率元件的最新技术发展,以及其在5G或其他应用领域的发展机会,特别规划「功率暨化合物半导体论坛」,邀集台达电、Fraunhofer IISB、Wolfspeed、imec、KLA-Tencor、华为、稳懋、络达科技、Veeco、Yole Developpement等功率半导体及5G產业关键厂商与研究单位分析最新氮化镓、碳化硅与砷化镓功率元件制程技术的进展,以及5G和其他应用中,这些新兴功率元件的技术发展关键与契机。

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