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GaN / SiC 전력반도체 시장 2021년 10억달러 돌파 예상

괴물

5 4614 1 2020.07.03 02:13

실리콘 카바이드(SiC)와 질화 갈륨(GaN) 전력 반도체 시장은 하이브리드 및 전기차, 전력 공급, 태양광(PV) 인버터의 수요에 힘입어 2021년 10억 달러를 돌파할 것으로 예상됩니다. <img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2020/07/03/fb4b123dd85bd8f47c21bc2739048c2e.jpg" style="width: 708px;"> Omdia의 SiC & GaN 전력용 반도체 보고서 – 2020에 따르면, SiC 및 GaN 전력 반도체의 판매로 인한 전 세계 수익은 2018년 5억7100만 달러에서 2020년 말까지 8억5400만 달러로 증가할 것으로 예상됩니다. 이러한 시장 수익은 향후 10년동안 연간 두 자릿수 이상으로 증가하여 2029년에는 50억 달러를 넘길 것으로 예상됩니다. 이와 같은 강력한 성장 동력에도 불구하고, 장기적인 총 예상 매출액은 2018년 이후 거의 모든 애플리케이션에 대한 수요가 둔화되었기 때문에 작년 보고서에 비해 약 10억 달러 가량 낮습니다. 게다가 개별 소자의 평균 가격은 2019년에 하락하기도 했습니다. 보고서에서 유의해야 할 사항은 다음과 같습니다. 장비 수요 예측은 2019년부터 올해 전망치를 작성하는데 사용되었으며 COVID-19 대유행의 영향을 고려하지 않았습니다. SiC 쇼트키 다이오드는 최근 몇 년간 SiC 금속 산화 반도체 전계효과 트랜지스터(SiC MOSFETs)와 정션게이트 전계효과 트랜지스터(SiC JFETs)가 등장하면서 10년 이상 시판되고 있습니다. 또한 SiC 전원 모듈은 Si 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT)가 장착된 SiC 다이오드가 포함된 하이브리드 SiC 모듈과 SiC 다이오드가 있거나 없는 SiC MOSFET가 포함된 전체 SiC 모듈 등이 점점 더 보편적으로 사용되고 있습니다. SiC MOSFET는 이미 여러 회사에서 생산하고 있으며, 이러한 제조업체 사이에서 큰 인기를 얻고 있는 것으로 입증되었습니다. 2019년에는 실리콘 슈퍼제너레이션 MOSFET와 경쟁하기 위해 가격이 책정된 650, 700 및 900V SiC MOSFET를 도입하는 등 여러 가지 요인으로 인해 평균 가격이 하락했습니다. "가격 하락은 결국 SiC MOSFET 기술의 빠른 채택을 촉진할 것입니다."라고 Omdia의 전력 반도체 수석 분석가인 Richard Eden은 말했습니다. 이와는 대조적으로 GaN 파워 트랜지스터와 GaN 시스템 IC는 최근에야 시장에 등장했습니다. GaN은 SiC와 유사한 성능 이점을 제공하지만 비용 절감 가능성은 더 높은 광대역 간극 소재입니다. "SiC보다 저렴한 실리콘이나 사파이어 기판에서 GaN 전력 소자를 양산할 수 있기 때문에 이렇게 가격과 성능의 이점을 얻는 것이 가능합니다. 지금은 GaN 트랜지스터만을 사용하고 있지지만, Power Integration, Texas Instruments, Navitas Semiconductor와 같은 회사의 GaN 시스템 통합 회로(ICs)의 판매는 더 빠른 속도로 증가할 것으로 예상됩니다." 2020년 말까지 SiC MOSFET는 쇼트키 다이오드 매출과 맞먹는 약 3억 2천만 달러의 수익을 창출할 것으로 예상됩니다. 2021년부터 SiC MOSFET는 보다 빠른 속도로 성장하여 가장 잘 판매되는 이산형 SiC 전원 소자가 될 것입니다. 한편, SiC JFET는 높은 신뢰도, 적당한 가격과 훌륭한 성능에도 불구하고 각각 SiC MOSFET보다 훨씬 적은 수익을 창출할 것으로 예상됩니다. Eden은 "최종 사용자들은 일반적으로 SiC MOSFET를 매우 선호하기 때문에 활용도가 높지 않은 SiC JFETs는 여전히 전문화된 틈새 상품인 것처럼 보입니다"라고 말했습니다. "하지만, SiC JFETs의 판매는 매우 적은 수의 공급업체에도 불구하고 인상적인 속도로 증가할 것으로 예상됩니다."라고 밝혔습니다. Si IGBT와 SIC 다이오드를 결합한 하이브리드 SiC 전원 모듈은 2019년에 약 7,200만 달러의 매출을 기록한 것으로 추정되며, 전체 SiC 전원 모듈은 2019년에 약 5천만 달러를 판매한 것으로 추정됩니다. 전체 SiC 전원 모듈은 하이브리드 및 전기차 파워트레인 인버터용으로 선택되기 때문에 2029년까지 8억 5천만 달러 이상의 매출을 달성할 것으로 예상됩니다. 이와는 대조적으로 하이브리드 SiC 전원 모듈은 광전지(PV) 인버터, 무정전 전원 공급 시스템 및 기타 산업용 애플리케이션에 사용되며, 상당히 느린 매출 증가율을 보여주고 있습니다. 이 보고서는 현재 SiC 및 GaN 전원 장치 모두가 수조 시간의 현장 사용을 보여주고 있으며, 공급업체는 JEDEC 및 AEC-Q101 승인을 얻어 이를 입증하고 있다고 밝혔습니다. SiC 및 GaN 장치에는 예상치 못한 안정성 문제는 없으며 일반적인 실리콘보다 더 나은 성능을 보여주고 있습니다. SiC MOSFET와 SiC JFET는 650V, 800V 및 900V와 같은 낮은 작동 전압에서도 사용할 수 있으므로 SiC는 성능과 가격 모두에서 Si 슈퍼정합 MOSFET과 경쟁할 수 있습니다. 내부에 GaN 트랜지스터와 GaN 시스템 IC가 장착된 엔드 제품은 대량 생산 중에 있으며, 특히 USB C 타입 전원 어댑터와 충전기는 휴대폰과 노트북 PC를 빠르게 충전할 수 있습니다. 또한 많은 GaN 장치는 파운드리 서비스 공급자에 의해 제작되고 있으며, 표준 실리콘 웨이퍼에 대한 GaN 상피 결정 성장 및 볼륨 증가에 따라 잠재적으로 무제한의 생산 용량 확장 또한 가능할 것으로 전망하고 있습니다.

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