氮化钒大举上车!将与碳化硅同场比赛?
快速充电器、音频、无线充电等都是由消费电子驱动的,其主要应用包括快速充电器、音频充电等。然而,氮化邈的应用并不止于此。目前正从低功率消费电子市场延伸到大功率数据中心、光伏逆变器、通信电源、新能源汽车等领域,其中汽车行业增长潜力最大。所以,目前氮化邈在车辆中的主要应用是什么?未来还有哪些新的增长点?在汽车市场上,碳化硅是否会面临竞争?
看好车载充电器,车载激光雷达市场前景!
目前,消费电子快充跑道是氮化邈商业化的最佳应用。在大功率、小体积、高性能成为消费电源产品主要发展趋势的前提下,在快充市场上具有更大的禁带宽度、更低的导通电阻和更高的转换效率的氮化钒器件具有更高的适用性。根据 Market and Market、Yole 等待组织数据,估计 2026 2019年,中国氮化邈充电器市场将突破 50 亿元,展现了良好的发展前景。
但是,氮化邈并非局限于快充,而是不断地向前发展。 LED 照明、数据中心、工业、新能源汽车等领域的延伸和拓展。去年,Transphorm 为数据中心、光伏逆变器、工业伺服电机等场景推出了支持大功率的氮化邈器件。大恒能源声称采用氮化钒平台,设计了世界上第一个全集成的微型逆变器光伏系统。在接受媒体采访时,英诺赛科产品使用总监邹艳波表示:“目前,氮化邈已经在消费中大量使用,无论是快充还是快充。 TV 电源。但是经过三到四年的培育,数据中心、光伏储能、汽车等都实现了氮化邈。 0 到 1 接下来,数据中心这些领域的突破应该开始大量使用氮化邈。"
车辆在新兴应用领域的关注度最高。伴随着新能源汽车的快速发展,对节能和高效的需求日益增加,各大汽车公司纷纷研究将氮化邈应用于汽车的可能性。而且氮化钒低开关损耗能显著提高新能源汽车的运行效率,从而减轻车内散热系统的压力,促进电动汽车的续航里程增加。另外,氮化邈还可以缩小功率磁性装置的尺寸,降低系统成本,提高整体功率密度,为新能源汽车的发展开辟新概率。
所有这些优点都有助于氮化邈在汽车市场的应用潜力,特别是在汽车充电器和高压DC转换器等方面。GaN Systems 之前已经推出了 11kW/800V 在设备尺寸、功率密度、成本效率、能源效率、热性能等各个方面都有所提高。同时,车载激光雷达的应用也值得关注。与最初的激光雷达产品相比,激光雷达是自动驾驶技术的重要组成部分,氮化鲟器件的开关速度大大提高,脉冲宽度缩小到原来的水平 1/5。L2是自动驾驶的 辅助驾驶的识别距离受制于 MOS 方案,仅为 100m,而 L2 /L3 辅助性驾驶需要达到 200m/300m 中远距离识别。为激光雷达提供更好的性能支持,选择窄脉冲、大峰值电流、大功率氮化邈。
有多少机会登陆新能源汽车主驱?
车载充电器,DC/DC 在转换器和车载激光雷达等领域的应用“逐渐好转”之后,氮化邈能否上升到新能源汽车的主要逆变器中?据研究机构统计,在新能源汽车中,氮化邈器件的总潜在市场(TAM)超出 250 美元,其中近距离车载充电器 50 美金,DC/DC 转化器约 15 一亿美元,而主驱动应用接近 200 美金。若能够取得进步,氮化邈将获得更大的发展空间。
新闻显示,许多企业也在开发相关产品。几年前,以色列 VisIC Technologies 于是,公司与德国汽车零部件供应商采用埃孚合作开发。 400 V 传动装置的氮化邈装置。去年,VisIC 和化合物半导体材料供应商 IQE 对新能源汽车逆变器进行合作开发。 D 型氮化邈功率装置。安世 Nexperia 半导体也和 Ricardo 以氮化邈为基础的新能源汽车逆变器合作开发。据集邦咨询化合物半导体分析师介绍,目前氮化邈汽车的应用还处于早期阶段,预计到期。 2030 年,OEM 或者可以考虑将氮化邈引入逆变器。
在一次采访中,英飞凌科技高级副总裁、汽车业务大中华区负责人曹彦飞也表示,氮化邈的主要市场仍然是汽车充电器。 OBC、DC/DC 方面。高压主逆变器领域仍处于相对探索期,仍有许多问题需要解决。但是曹彦飞也强调,英飞凌也已经布局好了。
目前氮化邈器件主流设备有两种,一种是平面设备,另一种是垂直设备。铝制平面设备的应用 氮形成二维电子设备,其电子迁移率较高,适用于高导通频率。垂直设备利用碳化硅衬底具有良好的导热性能,实现更好的导通次数和节温,因此适合在大功率环境下开发功率设备,包括新能源汽车驱动等大功率应用。
并购!产业优势资源集中
当前,全球氮化邈行业整合的趋势日益明显。去年 10 月,英飞凌实现了氮化邈头制造商 GaN Systems 的收购。GaN Systems 以 650V 和 100V 以氮化邈器件为主,是行业内为数不多的原厂,提供高压、低压氮化邈产品线。英飞凌不但通过并购, GaN Systems 产品线和客户群丰富,也可以整合双方的技术,提高产品的竞争力。
今年 1 月亮,瑞萨电子宣布与 Transphorm 达成收购协议,以便 3.39 亿美金并购 Transphorm。Transphorm 该行业首次通过车规级认证,拥有丰富的车规级氮化邈产品线。通过收购,将有助于瑞萨提供汽车级氮化钒解决方案。今年 5 月,PI 公司宣布收购垂直氮化邈企业 Odyssey,预计交易将于 7 月完成。通过收购,PI 引入垂直氮化邈技术,有利于健全 PI 公司专有的 PowiGaN 研究和开发技术路线图。
其它值得关注的案例还包括纳微半导体收购 Elevation 合封氮化邈公司,晶方科技股份 VisIC 企业,Wolfspeed 卖给射频业务 MACOM 等。对此,相关分析师指出,通过横向M&A整合,氮化邈企业可以在减少竞争对手的同时,形成更大规模的经济效应,增加市场份额,集中氮化邈市场优质资源,拓展汽车等新市场和新应用。
将来与碳化硅竞争还是进行?
碳化硅和氮化邈是近年来新兴的半导体设备。得益于新能源汽车的首次选择,碳化硅在汽车市场的份额已经很高了。未来,随着氮化邈设备抗压能力的进一步提高,甚至可能承受 1200V 极高的电压,其在新能源市场的应用趋势也将不断创新,碳化硅与碳化硅的竞争将如何演变,也将逐步受到重视。
Odyssey 表示,竖直 GaN 该技术将提供硅、碳化硅和横向 GaN 无法提供更大的改进。650 V 市场预期将是这样 20% 复合增长率增长。未来的 1200V 市场甚至可以实现 63% 的增长率。在功率设备的应用中,罗姆指出,氮化邈和碳化硅都有很大的潜力。在这些设备中,氮化邈器件作为一种优良的高频工作设备,在中等抗压范围的应用中备受期待。
然而,在新能源汽车的应用领域,氮化邈也面临着挑战。由于汽车规级认证过程缓慢,对设备的可靠性和安全性有更高的要求,在新能源汽车的应用领域,氮化邈将有一个漫长的过程,不会一蹴而就。同时,氮化邈面临的竞争也不仅仅是碳化硅,硅器件同样具有价格优势。所以只要氮化邈器件性能做得足够好,成本足够低,就有可能形成较强的竞争力,在车辆端形成新的力量。
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