半导体行业报告：国产功率半导体（40页）

功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心，是实现电子装置中电压、频率、直流交流转 换等功能的核心部件。根据器件集成度不同，功率半导体可以分为功率 IC 和功率分立器件两大类。 功率分立器件包括二极管、晶体管、晶闸管三大类别，其中晶体管是分立器件中市场份额最大的种 类。常见晶体管主要有 BJT、IGBT 和 MOSFET。IGBT 和 MOSFET 是当前市场关注度较高的功率型晶体 管。功率 IC 是将晶体管、二极管、电阻、电容等元件集成在一个半导体晶片上，具有所需电路功能 的微型结构。根据运用场景的不同，功率 IC 包括 AC/DC、DC/DC、电源管理、驱动 IC 等种类。功率 IC、IGBT、MOSFET、二极管是四种运用最为广泛的功率半导体产品。根据 Yole 数据，2017 年功 率 IC 占全球功率半导体市场规模的 54%，是市场份额占比最大的功率半导体产品。MOSFET 主要运 用于不间断电源、开关电源，变频器音频设备等领域，2017 年 MOSFET 市场规模占功率半导体整体 市场规模的 17%；功率二极管主要用于电源、适配器、汽车、消费电子等领域，2017 年全球功率二 极管销售额占功率半导体整体销售额的比例约 15%。由于 IGBT 的操作频率范围较广，能够覆盖较高 的功率范围，适用于轨道交通、光伏发电、汽车电子等领域，2017 年 IGBT 的销售占比达到 12%。

功率二极管是一种不可控型的功率器件，因此功率二极管不可以作为开关器件使用，功率二极管电 流容量大，阻断电压高，但是开关频率较低。功率二极管的单向导电性可用于电路的整流、箝位、 续流。外围电路中二极管主要起防反作用,防止电流反灌造成期间损坏。功率二极管细分产品包括功 率整流二极管、功率肖特基二极管、快速恢复二极管、超快速恢复二极管、小电流整流二极管、变 容二极管等种类。 普通整流功率二极管一般采用 p+pnn+的结构，反向恢复时间长一般在 25 微秒；电流定额范围较大， 可以实现 1 安培到数百安培的电流；电压范围宽，可以实现 5V-5000V 的整流；但是普通整流功率二 极管高频特性一般，一般用于 1KHz 以下的整流电路中。 快恢复功率二极管（FRD）采用 PN 结构，采用扩散工艺，可以实现短时间的反向恢复，一般反向恢 复时间小于 5 微秒，广泛的使用在变换器中。超快恢复功率二极管（UFRD）在快速恢复功率二极管 的基础上，采用外延工艺，实现超快速反向恢复。 肖特基功率二极管（SBD）不是利用 P 型半导体和 N 型半导体接触形成 PN 接原理制作的，而是利用 金属和半导体接触形成的金属-半导体结原理制造的。肖特基二极管具有开关频率高和正向压降低等 优点，但是反向击穿电压比较低，一般低于 100V。因此肖特基二极管一般用于高频低电压领域。