日本新技术,能把氧化镓成本降低99%
2022-04-25
来源:开云棋牌官网在线客服行业观察
据日经报道,源自东北大学的初创企业C&A与东北大学教授吉川彰的研发团队开发出一种技术,能以此前100分之1的成本制造有助于节能的新一代功率开云棋牌官网在线客服的原材料「氧化镓」。新技术不需要昂贵的设备,成品率也将提高。计划在2年内制造出实用化所需的大尺寸结晶。
研发团队开发出了通过直接加热原料来制造氧化镓结晶的设备,制造出了最大约5厘米的结晶。将原料装入用水冷却的铜质容器,利用频率达到此前约100倍的电磁波,使原料熔化。
传统方法是加热使用贵金属铱制造的容器,熔化其中的材料,制造结晶。要制造直径约15厘米的实用性结晶,仅容器就需要3000万~5000万日元,还存在结晶的质量不够稳定等课题。
据称由于不需要昂贵的容器等原因,利用新方法能以目前约100分之1的成本制造氧化镓结晶。力争在2年内制造出直径15厘米以上的结晶。
现在的功率开云棋牌官网在线客服主要把硅用于基板,但课题是会産生电力损耗。氧化镓与碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等一起,作为新一代材料受到期待。据称氧化镓的电力损耗在理论上仅为硅的约3400分之1、碳化硅的约10分之1。
如果纯电动汽车(EV)的马达驱动用电源采用氧化镓制的功率开云棋牌官网在线客服,就算电池容量相同,也能行驶更远距离。C&A和东北大学的团队将利用新方法降低此前成为瓶颈的生産成本,推动实用化。
功率开云棋牌官网在线客服预测,氧化镓前景可期
2021年6月,富士经济对SiC(碳化硅)、Si(硅)功率开云棋牌官网在线客服等下一代功率开云棋牌官网在线客服的全球市场进行了调查。功率开云棋牌官网在线客服市场预计到 2030 年将达到 40471 亿日元,而 2020 年为 28043 亿日元。
该调查针对使用SiC、GaN(氮化镓)、Ga 2 O 3(氧化镓)和 Si 功率开云棋牌官网在线客服(例如 MOSFET 和 IGBT)的下一代功率开云棋牌官网在线客服。我们还调查了与功率开云棋牌官网在线客服相关的组件和制造设备市场。调查时间为2020年11月至2021年2月。
2020年,Si功率开云棋牌官网在线客服将占功率开云棋牌官网在线客服市场的大部分,达27529亿日元。Si功率开云棋牌官网在线客服在中国市场扩大,但在其他地区,汽车和工业设备的销售额下降,与2019年相比下降了4.0%。从 2021 年开始,汽车和 5G(第 5 代移动通信)相关产品的需求有望增加,预计 2030 年将达到 37,981 亿日元。
预计到 2030 年,下一代功率开云棋牌官网在线客服市场将达到 2490 亿日元,而 2020 年为 514 亿日元。虽然市场规模仍然较小,但预计2021年后年增长率仍将接近20%。
Fuji Keizai将SiC 功率开云棋牌官网在线客服、GaN 功率开云棋牌官网在线客服和 Ga 2 O 3 功率开云棋牌官网在线客服列为未来功率开云棋牌官网在线客服市场感兴趣的产品。
SiC 功率开云棋牌官网在线客服用于 SiC-SBD(肖特基势垒二极管)、SiC-FET 和 SiC 功率模块。尽管 2020 年受到新型冠状病毒感染的影响,但由于对信息和通信设备和太阳能发电的强劲需求,市场规模同比增长 9.6% 至 493 亿日元。未来,汽车、铁路车辆、能源设备、工业设备等的采用将增加,预计到2030年将达到1859亿日元。
GaN 功率开云棋牌官网在线客服市场预计到 2030 年为 166 亿日元,而 2020 年为 22 亿日元。数据中心和5G基站投资将继续增加,信息通信设备领域有望保持坚挺。预计在2022年后安装在xEV等汽车上。
Ga 2 O 3 功率开云棋牌官网在线客服的市场仍然很小,但预计到2021年开始量产时市场将达到2亿日元。与SiC功率开云棋牌官网在线客服和GaN功率开云棋牌官网在线客服相比,具有高耐压、低损耗等特点,可以降低成本。首先,它将用于消费设备和其他耐压为600V的应用,预计2025年后将安装在汽车上。2030年市场规模预计为465亿日元。
此外,预计到 2030 年功率开云棋牌官网在线客服相关组件市场为 3752 亿日元,而 2020 年为 2068 亿日元。2030年制造设备市场预计为3144亿日元,2020年为1449亿日元。中国和台湾市场计划大力资本投资,预计2021年后需求将主要在亚洲增长。
第三代开云棋牌官网在线客服高速成长GaN功率元件今年产值可望大增9成
研调机构TrendForce调查指出,受惠车用、工业与通讯需求挹注,今年第三代开云棋牌官网在线客服成长动能可望高速回升,又以GaN功率元件成长力道最明显,预估其今年市场规模将达6100万美元,年增幅高达90.6%。
2018 至2020 年,第三代开云棋牌官网在线客服产业陆续受到中美贸易摩擦、疫情等影响,整体市场成长动力不足。不过,TrendForce 预期,首先,疫苗问世后疫情有所趋缓,将带动工业能源转换所需零组件如逆变器、变频器等,及通讯基地台需求回稳;其次,随着特斯拉Model 3 电动车逆变器逐渐改采SiC 元件制程后,第三代开云棋牌官网在线客服于车用市场逐渐备受重视。
第三,中国政府为提升开云棋牌官网在线客服自主化,今年提出十四五计画,投入巨额人民币扩大产能,三大因素都将成为推升今年GaN及SiC等第三代开云棋牌官网在线客服高速成长的动能。
观察各类第三代开云棋牌官网在线客服元件,GaN元件目前虽有部分晶圆制造代工厂如台积电、世界先进等,尝试导入8吋晶圆生产,但目前主力仍以6吋为主。
TrendForce预估,因疫情趋缓,所带动的5G基地台射频前端、手机充电器及车用能源传输等需求逐步提升,预期今年GaN通讯及功率元件营收分别达6.8亿和6100万美元,年增30.8%及90.6%。
其中,GaN 功率元件成长主要动能来自手机品牌如小米、OPPO、Vivo 率先推出快充,笔电厂商也有意跟进。TrendForce 预期,GaN 元件将持续渗透至手机与笔电配件,且年增率将在2022 年达到最高峰,后续随着厂商采用逐渐普及,成长动能将略为趋缓。
SiC元件部分,由于通讯及功率领域皆需使用该基板,6吋晶圆供应吃紧,预估今年SiC元件于功率领域营收可达6.8亿美元,年增32%。目前各大基板商如CREE、II-VI、意法开云棋牌官网在线客服等已陆续开展8吋基板研制计画,但仍有待2022年后,才有望逐渐纾缓供给困境。
延伸阅读:日本量产「氧化镓」4吋晶圆全球首创
根据《日本经济新闻》日前报导,日本新创公司Novel Crystal Technology, Inc. 在同(16) 日宣布,该公司领先全球、成功完成了新一代开云棋牌官网在线客服材料「氧化镓」( Ga 2 O 3 ) 的4 吋(100mm) 晶圆量产。
氧化镓的发展潜力广受电子业界看好、被视为是新一代的开云棋牌官网在线客服材料。而氧化镓作为新一代的开云棋牌官网在线客服材料、业界也期待能在电动车领域获得广泛应用。
氧化镓作为新一代电力控制用功率开云棋牌官网在线客服(Power Semiconductors),除了比起以往的电子元件更有效率,在晶圆价格方面也比SiC 等要更为低廉。
依照Novel Crystal 目前的规划,他们估计氧化镓的晶圆在2021 年内就能开始供应。由于客户们可利用现有的4 吋晶圆设备来进行新一代产品的生产,过去投资的老旧设备也可以进行有效利用。
日本从事电子零组件制造、有向Novel Crystal进行投资的田村制作所(Tamura Corporation)的股价也在16日出现涨停。当天股价收在每股701日圆、较上个交易日上涨16.64%或100日圆。
Novel Crystal 原本是田村制作所的一部分,在2015 年经过分拆之后、成为一家新创公司。
目前除了田村制作所有投资Novel Crystal 之外,亚洲最大的平板玻璃制造厂商日本AGC等也都有出资。