原標題：SiC和GaN的生產和成本挑戰快速采用

SiC（碳化硅）和GaN（氮化鎵）的生產和成本挑戰主要集中在以下幾個方面：

1. 生產挑戰

• 生產速度：SiC的生產過程相較于傳統的硅基材料更為緩慢。例如，用于生產SiC的過程需要很長時間，而硅晶片則是通過Czochralski工藝快速生產，其中數米長的硅晶錠從1500°C的熔融硅桶中拉出。

• 加工難度：SiC和GaN作為硬而脆的材料，加工難度較大。SiC晶錠滾圓等步驟需要多臺設備，且整體加工過程通常需要24-36個小時，導致勞動力、設備占地面積、廢品等成本高昂。

2. 成本挑戰

• 襯底成本：SiC和GaN的襯底成本是其最大的成本貢獻者。以SiC為例，截至2021年9月，100A分立式SiC MOSFET（650V和1200V）的零售價幾乎是同等性能Si IGBT的3倍。

• 制造成本：雖然GaN晶體管的生產成本已經達到或甚至低于MOSFET的水平，但要實現大規模量產還需要很多年。

• 創新技術：為了降低SiC的生產成本，有企業已經推出創新的設備。例如，Hardinge的BoulePro設備可以將SiC晶錠加工的總成本減少近70%，工時降低90%。

3. 市場挑戰

• 市場接受度：盡管SiC和GaN在減小尺寸、熱量和功耗方面具有優勢，但要成為市場主流還需要時間。目前，硅MOSFET在許多傳統應用中仍然占據主導地位。

• 市場競爭：SiC和GaN正在與傳統硅基技術競爭市場份額。盡管SiC和GaN的發展速度很快，但硅基技術由于其成熟性和價格優勢，預計在未來十年內仍將占據市場的主導地位。

4. 技術進步

• 工藝創新：針對SiC和GaN的生產和加工，已經出現了多種創新技術。例如，激光技術被用于GaN襯底的切割，以減少浪費和提高生產效率。

• 成本降低：隨著技術的進步和產量的增加，SiC和GaN的成本有望在未來進一步降低。例如，到2030年，SiC MOSFET的成本預計將是現在的一半。

綜上所述，SiC和GaN的生產和成本挑戰主要體現在生產速度、加工難度、襯底成本、制造成本以及市場接受度等方面。然而，隨著技術的進步和市場的逐步接受，這些挑戰有望在未來得到解決。