功率半导体介绍
作者：互联网
功率半导体介绍
“半导体”，指同时具有容易导电的“导体”和不导电的“绝缘体”两方面特性的物质。
能够将交流电转为直流电——“整流”、增大电信号——“增幅”、导通或者阻断电——“开关”等。
功率半导体是能够支持高电压、大电流的半导体。具有不同于一般半导体的结构，在使用高电压、大电流时也不会损坏。另外，由于使用大功率容易发热产生高温，成为故障发生的原因。 因此，正努力减少功率半导体本身因发热而导致的功率损失，有效地将其产生的热量释放到外部。
功率半导体主要用于改变电压和频率；或将直流转换为交流,交流转换为直流等的电力转换。可精准的将发动机从低速到高速的循环运转；或用太阳能电池发电的电力毫不浪费的转送给电站；或给各家电,电器等提供安定的电源。在这些情况下功率半导体作为不可缺少的主要角色而发挥着极大的作用。节能化、省电化意识的不断提高，功率半导体因其能够极力减少电能浪费而需求量不断提高。
功率半导体厂商
第三代半导体材料的发展逐渐成熟，产品也逐渐应用在各个领域，华润微、泰科天润、瑞能半导体等功率半导体厂商就有推出新品及应用案例。
华润微
华润微是一家以IDM模式为主运营的半导体企业，旗下有四大事业群板块，五大业务战略组合。在功率器件板块，华润微电子此次以高、低压MOSFET和IGBT产品线，其中高压产品线600V-700高压超结产品，低压产品线展示了低压沟槽平台85-135V系列以及低压沟槽二代平台30V系列，IGBT展示了600V、1200VTrenchFS结构的系列产品。
华润微电子召开SiC新品发布会，正式向市场投入1200V和650V工业级SiC肖特基二极管功率器件产品系列，同时宣布国内首条6英寸商用SiC晶圆生产线正式量产。华润微全系列1200V/650VSiC二极管产品广泛应用于太阳能、UPS、充电桩、储能和车载电源等领域。
泰科天润
泰科天润除了优秀的半导体器件系列产品外，适配器、医疗电源、矿机电源、AD/DC电源、PFC等方向的解决方案，这些解决方案都采用了泰科天润第三代半导体材料的功率半导体器件。
这些产品由于使用了第三代半导体材料的功率器件，使得整机的工作频率得到提升，电感等元件的体积得到显著降低，提高整机的功率密度和效率。
瑞能半导体
瑞能半导体源自恩智浦标准产品事业部，公司较早就推出了第三代半导体材料的功率器件，功率半导体产品组合包括：碳化硅二极管，可控硅整流器和三端双向可控硅、功率二极管、高压晶体管等。产品广泛应用于电信、计算机、消费类电子产品、智能家电、照明、汽车和电源管理应用等市场领域。
Pt掺杂的快恢复二极管，具有优化的效率和EMI特性；采用平面工艺的1200VSCR，具有150℃的高结温和良好的抗冲击能力。
功率半导体人人PK标英飞凌
全球功率半导体龙头英飞凌正在酝酿新一轮产品涨价，MOSFET的涨幅将有12%，预计6月中旬执行。
从第三方统计数据来看，截至6月15日，纳入统计范围的26家全球知名功率器件厂商的108种产品中，交期稳定的产品约占总数的15%，交期延长的占总数的85%，像IGBT、MOSFET等热门器件无一例外都存在交期延长的情况，部分进口产品的交期长达52周；同时，价格稳定的产品仅占21%，以晶闸管、二极管为主，而其他器件都处于涨价的状态。
这一背景之下，国内功率半导体IDM厂商纷纷扩产，前有士兰微（600460.SH）的12英寸厂2020年底投产，后有华润微（688396.SH）与大基金联合投资75亿新建12英寸厂，还有捷捷微电（300623.SZ）发行可转债募资近12亿元，投资于功率半导体“车规级”封测产业化项目。
那么，在一众功率半导体IDM厂商和采用Fabless模式的设计厂商中，谁的技术、产能具备竞争力？谁又能在这次千载难逢的国产替代机遇中拔得头筹呢？
第一梯队和第二梯队
功率半导体国产替代进程明显加快。
在功率半导体分类中，晶闸管以及二极管等市场非常分散且价值量较低；MOSFET和IGBT技术门槛更高，具备更高的市场集中度，是功率半导体市场未来的主要驱动力。所以，将重点讨论MOSFET和IGBT厂商。
功率半导体采用非尺寸依赖的特色工艺，即不追求7nm、5nm等先进制程，因此功率半导体相对逻辑IC工艺技术难度低，同时不需要动辄百亿美金的产线投入，国产厂商更容易实现技术追赶。举例来说，意法半导体最先进的BCD工艺也只是65nm，国内士兰微总投资170亿元建设两条12英寸90-65nm的特色工艺芯片生产线，该产线尺寸和制程都处于先进水平。
这就使得国内企业在中高端功率半导体上不断取得突破。
MOSFET领域，闻泰科技（600745.SH）和华润微较为领先。闻泰科技2019年推出了针对5G电信基础设施的高耐用的功率MOSFET产品，又在2020上半年推出了尺寸缩小36％、RDS（on）最低的超微型MOSFET和采用坚固材料、更节省空间的LFPAK56封装的P沟道MOSFET。华润微可以提供-100V至1500V范围内低、中、高压全系列MOSFET产品，中低压功率SGT MOSFET产品性能达到国际先进水平。
目前国内市场，根据Omdia的统计，以2019 年度销售额计，MOSFET前三为英飞凌、安森美和华润微。不过参考IHS 2019年数据，闻泰科技汽车类POWER MOSFET 预计市场地位仅次于英飞凌；芯谋研究数据则显示闻泰科技旗下的安世半导体，在2021年一季度成为国内功率半导体第一，全球第九大功率半导体公司。
如果按照闻泰科技年中披露的数据推测，其MOSFET产品销售额占安世营收的30%，那么约为29亿元，华润微在年报中提及其MOSFET营收突破20亿元，对比之下，闻泰科技的营收规模更大。
从产品下游应用领域来看，华润微正在拓展工控和汽车领域，这两个领域认证时间较长，而闻泰科技已覆盖汽车（动力转向、制动、引擎等）、工业、通讯以及消费电子等领域，闻泰科技具备先发优势。
IGBT领域，据IHS数据，国内IGBT前三为英飞凌、三菱电机、安森美，比亚迪（002594.SZ）、斯达半导（603290.SH）排进前十。
值得一提的是，在车规级IGBT领域，2019年比亚迪排名仅次于英飞凌，市占率达18%。据中国汽车工业协会资料，国2020年新能源汽车销量为136.7万辆，斯达半导车规级IGBT模块合计配套超过20万辆新能源汽车，按照该数据估算，斯达半导在国内车规级IGBT领域市占率约为5%。
闻泰科技、华润微、比亚迪和斯达半导基本属于国内MOSFET、IGBT领域第一梯队的公司，紧随其后的公司还包括士兰微、新洁能（605111.SH）、捷捷微电（300623.SZ）、扬杰科技（300373.SZ）、中车时代等。
现阶段产能为王
短期看已有产能，长期看在建产能，不过需警惕半导体周期性风险。
除了因为功率半导体本身的特质实现国产替代加速，另一方面，这次“缺芯潮”也给国内厂商带来了机会。
国产产品的交期约为12周，显著高于国际厂商26周- 52周的交期，这是一个明显的优势。
功率半导体的产品性能与应用场景密切相关，一家公司有百余种产品是常态，这就需要企业对市场有敏感度同时能够及时上线新产品。因此很多功率半导体厂商都采用“反映灵敏”的IDM模式。
在技术实力外，有产能的IDM厂更是投资者眼中的香馍馍。下面就对比下几家IDM厂商的已有和在建产能情况。
闻泰科技目前在全球拥有2座晶圆厂和3座封测厂，自有产能为90-100万片每年。其曼彻斯特晶圆工厂正在增加8英寸产线的产能，自有产能可以提高超过10%，第一阶段计划于2021年第三季度完成。后端封测厂也在同步进行改造升级，东莞、菲律宾和马来西亚三地封测厂的产能都在扩张。
另外，闻泰科技还有一条优大股东出资建设的12英寸车规级半导体晶圆产线，在2021年1月初正式开工，总投资120亿元，预计年产晶圆片40万片，后续将会注入上市公司。
华润微6英寸、8英寸等晶圆制造产能合计约为390万片/年。与大基金合资建设的12英寸功率半导体晶圆生产线，建成后预计将形成年产36万片的产能。
士兰微5英寸、6英寸、8英寸晶圆产能总共312万片/年，其12英寸厂2020年底投产，成为国内IDM企业中第一条投产的12英寸功率半导体晶圆产线，并且预计2021年四季度将实现月产3万片的目标。已明确在建的产能是24万片/年。
综合来看，华润微已有产能最高，闻泰科技产能最低，士兰微产能介于前两者之间，不过士兰微在建产能规模大。
在IGBT这块，比亚迪半导体的产能布局，将会获得比国内同行更高的国产替代速度。
2020年，比亚迪投资10亿元，在长沙建立了比亚迪IGBT项目，据悉该项目设计年产25万片8英寸晶圆的生产线，达产后可满足年装50万辆新能源汽车的产能需求。2020年，比亚迪IGBT芯片圆晶的产能已经超过了5万片/月，2021年将达到10万片/月，一年可供应超过120万辆新能源汽车。
实际上，比亚迪2020年的新能源汽车销量为18.97万辆，乐观估计2021年销售翻倍的话，增加量是不及芯片产能增加量的，换句话说，比亚迪IGBT芯片外供的比例将会增加。
斯达半导2020年545万只的产量不算低，约是中车时代IGBT产能的6倍，但没有产能，主要是找华虹做代工，在产能自主可控这块就有些“吃亏”，这次“缺芯”危机下，可能被比亚迪拉开差距。
华润微和士兰微虽然有产能，但是也在建设中，两者2020年在IGBT上的收入分别为1亿、2亿，这样的量级，难以撼动比亚迪的位置。
产能可以作为判断公司实力的要素之一，不过高产能也意味着高资本投入，需要警惕的是，半导体是个周期性行业，景气过后可能大手笔投资会变成一地鸡毛，投资者还要结合各公司盈利能力、营运能力、偿债能力等做综合考量。
存储芯片厂商
本次参展的存储芯片厂商有兆易创新、东芯半导体、聚辰半导体等，电子发烧友了解到，目前兆易创新和东芯半导体的NOR Flash在5G基站和汽车电子领域的应用进展明显。
兆易创新
在此次展会上，兆易创新重点展示了存储器、MCU和传感器三大产品线及解决方案，覆盖工业、汽车、5G、消费电子等多个应用领域。兆易创新是国内领先的NOR Flash供应商，其NOR Flash产品已进入汽车市场，在5G基站方面，也已经进入客户测试阶段。
展会上，兆易创新展示了多款采用GD25SPI NOR Flash的车载数字组合仪表解决方案。采用GD NOR Flash10.25寸双联屏车载虚拟仪表是一款基于2颗GD25S513MD的512Mbit SPI NOR Flash并联的大容量高数据吞吐率存储解决方案。
展会同期，兆易创新还宣布推出国内首款容量高达2Gb、高性能SPINORFlash——GD25/GD55B/T/X系列产品，该系列可提供512Mb至2Gb的不同容量选择，支持高速4通道以及兼容JEDECxSPI和Xccela规格的高速8通道，主要面向需要大容量存储、高可靠性与超高速数据吞吐量的工业、车载、AI以及5G等相关应用领域。
兆易创新表示，此次推出的GD25/55B/T/X系列产品代表了SPINORFlash行业的最高水准，提供512Mb、1Gb和2Gb的容量选择，分别采用3.3V和1.8V供电，具有多达18个主要型号的组合，并支持多种封装形式。
东芯半导体
在此次展会上，东芯半导体展示的产品线包括SPINOR、SPINAND、PPINAND、DRAM、MCP系列产品，这些产品可以应用在符合科技智能化生活的产品上，如TWS耳机、共享单车、IPcamera、10G-PON、WIFI6等。
东芯半导体是一家Fabless芯片企业，聚焦中小容量NAND、NOR内存芯片的设计、生产和销售，是目前国内可以同时提供NAND/NOR/DRAM设计工艺和产品方案的本土存储芯片研发设计公司。
东芯半导体半导体副总经理陈磊在接受电子发烧友采访的时候表示，“公司的NOR FLASH产品已经进入国内领先5G基站供应商的供应链中。”
聚辰半导体
聚辰半导体是一家拥有超过20年经验的模拟/数字芯片设计高科技公司，主营业务为集成电路产品的研发设计和销售，并提供应用解决方案和技术支持服务，目前拥有EEPROM、音圈马达驱动芯片和智能卡芯片三条主要产品线。
根据研究机构最新数据，2019年聚辰半导体为全球排名第三、国内排名第一的的EEPROM存储器供应商，是智能手机摄像头模组、液晶模组等细分领域存储器的主流EEPROM供应商。
在此次展会上，聚辰半导体展示了汽车级串行EEPROM存储器。
聚辰半导体表示，随着ADAS汽车辅助驾驶、信息化和智能化等概念的不断升温，汽车电子市场迎来前所未有的发展机遇。
聚辰汽车级EEPROM拥有耐久性高、可靠性高、温度适应能力强、抗干扰能力强等优势，可用以存储配置和校准数据，以满足更广泛的驾驶功能。目标应用于车身控制模块、驾驶辅助系统以及信息娱乐与车联网系统等模块。
模拟芯片厂商
本次参展的模拟芯片厂商主要有广芯电子、思瑞浦、赛微微电子等，模拟芯片中的电源芯片产品也是比较受关注的部分，这次展会上就有厂商在电源芯片领域进展情况的相关展示。
广芯电子
在此次展会上，广芯电子展出产品包括Switch、Power Management、LED Driver、Level shifter、Amplifiers、HomeAppliance。
广芯电子技术（上海）股份有限公司是由美国硅谷的华人创业团队于2007年底在上海创立的集成电路芯片设计公司，公司专注于高性能的模拟和混合信号集成电路芯片产品的设计、研发和销售，其产品广泛应用于手机、平板、可穿戴设备、POS机、GPS、电脑、液晶电视、物联网、NB/WIFI/蓝牙等模块、智能家居、小家电等通用的消费类电子产品以及通信、工业控制等领域。
公司自成立以来，成功开发出十余类系列，数百款型号产品。
广芯电子在展会现场的工作人员介绍道，“广芯此次展出的MIPI Switch产品，BCT642、BCT644、BCT646等型号几乎在市面上所有品牌手机的摄像头中都有应用。”
思瑞浦
思瑞浦（3PEAK）主要聚焦高性能模拟芯片设计，在信号链模拟芯片和电源管理模拟芯片领域，积累了大量技术储备，并持续开发、升级，实现模拟芯片产品大规模量产。
产品广泛应用于国内外品牌客户，涵盖信息通讯、工业控制、监控安全、医疗健康、仪器仪表和家用电器等多种应用领域。
思瑞浦在展会现场的工作人员对电子发烧友表示，“公司早期主要专注于信号链模拟芯片，从2017年开始研发电源产品，2018年开始大量出货，其中电源监控类产品在2017年就开始有出货，目前海康、大华等厂商都有用公司的电源监控类产品。”
思瑞浦此次展示的电源管理产品主要有线性稳压电源、开关电源、充电管理、电源监控和复位芯片、电源时序控制、马达驱动等。
赛微微电子
赛微微电子有限公司是一家电源和电池管理芯片无晶圆厂半导体公司，产品线包括电池电量计芯片、电池管理芯片、电池保护芯片、BMS前端采集芯片以及USB充电控制芯片。
公司主要专注市场领域涵盖移动通信、平板计算机、笔记本计算机、电动工具、电动交通工具、电池储能设备等诸多领域。
在此次展会上，赛微电子展示的电源芯片产品有电量计、电池保护IC、USB端口充电和保护、电源管理等。电量计产品主要应用于手机、TWS耳机、平板和POS机；电池保护IC主要应用于电动工具、电动自行车、扭扭车、吸尘器；
USB端口充电和保护产品主要应用于移动电源、车充、旅充、墙充、排插等；电源管理产品主要应用于智能手表、智能手环、TWS耳机、智能手环、IoT设备等。
参考链接：
https://www.fujielectric.com/products/semiconductor/cn/about/index.html
http://www.elecfans.com/d/1240599.html
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1703349550200738335&wfr=spider&for=pc
标签：MOSFET,产品,芯片,介绍,IGBT,半导体,功率 来源： https://www.cnblogs.com/wujianming-110117/p/15845321.html