华微电子-IDM老兵国产替代叠加产品升级带来成长-211019（28页）.pdf

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1、分立器件种类较多，产品多层次衍生。分立器件主要包括功率二极管、功率三极管、晶闸管、MOSFET、IGBT 等半导体功率器件;其中，MOSFET和 IGBT 属于电压控制型开关器件，相比于功率三极管、晶闸管等电流控制型开关器件，具有易于驱动、开关速度快、损耗低等特点。分立器件经过 50 多年的发展迭代中，行业不断往 MOSFET、IGBT 以及 SiC、GaN等宽禁带半导体分立器件为代表的多层次产品结构发展，每种产品也在应用中不断突破原有技术瓶颈，派生出众多规格和型号。功率半导体的发展趋势是高功率高频率领域。功率半导体器件(PowerSemiconductorDevice)又称为电力电子器件，是

2、电力电子装置实现电能转换、电路控制的核心器件。主要用途包括变频、整流、变压、功率放大、功率控制等，同时具有节能功效。功率半导体器件广泛应用于移动通讯、消费电子、新能源交通、轨道交通、工业控制、发电与配电等电力、电子领域，涵盖低、中、高各个功率层级。功率半导体器件种类众多。功率半导体根据载流子类型可分为双极型与单极型功率半导体。双极型功率半导体包括功率二极管、双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor ， BJT )、电力 晶体 管( Giant Transistor，GTR)、晶闸管、绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transist

3、or，IGBT)等，单极型功率半导体包括功率 MOSFET、肖特基势垒功率二极管等。按照材料类型可以分为传统的硅基功率半导体器件以及宽禁带材料功率半导体器件。传统功率半导体器件基于硅基制造，而采用第三代半导体材料(如 SiC、GaN)具有宽禁带特性，是新兴的半导体材料。目前功率半导体器件可分为功率二极管，功率晶体管，以及功率晶闸管。功率晶体管又可细分为 MOSFET，IGBT 和 BJT。其中，MOSFET 和 IGBT 属于电压控制型开关器件，相比 于功率三极管、晶闸管等电流控制型开关器件，具有易于驱动、开关速度快、损耗低等特点。根据 WSTS，赛迪智库预测 2017 年全球功率器件的产品分

4、类(按销售额)其中，MOSFET 占比在 31%左右，IGBT 占比 19%左右。(1)功率二极管：最传统功率器件，应用于工业、电子等领域。功率二极管是基础性功率器件，广泛应用于工业、电子等各个领域。功率二极管(Diode)是一种具有两个电极装置的电子元件，只允许电流由单一方向流过，同时无法对导通电流进行控制，属于不可控型器件。二极管主要用于整流、开关、稳压、限幅、续流、检波等。根据其不同用途，可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、隔离二极管、肖特基二极管、发光二极管、硅功率开关二极管、旋转二极管等。( 2 ) MOSFET ： 高 频 化 器 件 ， 应 用 领 域 拓 展

5、至 4C 。 硅 基MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)简称金氧半场效晶体管，高频化运行，耐压能力有限。1960 年由贝尔实验室 Bell Lab.的 D. Kahng 和 Martin Atalla 首次实作成功，制造成本低廉、整合度高、频率可以达到上 MHz，广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管，具体有开关电源、镇流器、通信电源等高频领域，应用领域由二极管的工业、电子等拓展到了四个新的领域，即 4C：Compute,Communication,Consumer,Car。(3) BJT：是双极型二极管，它是一个

6、“两结三端”电流控制器件。从所用半导体材料上看，有硅(Si)和锗(Ge 管之分);从原理结构上看，可分为 NPN 和 PNP 两种类型。BJT 有两种驱动方式，一种是基极开关，一种是射极开关。射极开关的效率和开关速度都优于基极开关，是 BJT应用的潮流。(4) IGBT：融合 BJT 和 MOSFET，广泛应用于新能源汽车、光伏、轨道交通。IGBT 集 BJT 与 MOSFET 优点于一身，1988 年以来已进展至第六代产品。IGBT(Insulated Gate Bipol