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2025-04-17 15 电子行业报告
功率半导体,又称电力电子器件或功率电子器件,是电子产业链中最核心的一类 器件之一。能够实现电能转换和电路控制,在电路中主要起着功率转换、功率放大、 功率开关、线路保护、逆变(直流转交流)和整流(交流转直流)等作用。功率半导体包括功率半导体分立器件(含模块)以及功率 IC 等。其中,功率半 导体分立器件,按照器件结构划分,可分为二极管、晶闸管和晶体管等。MOSFET,具有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、制造工艺简单和辐射强等优 点,通常被用于放大电路或开关电路。MOSFET 按照不同的工艺可分为平面型 Planar MOSFET、沟槽型 Trench MOSFET、屏蔽栅 SGT MOSFET 和超级结 SJ MOSFET。按照导电沟道可分为 N 沟道和 P 沟道,即 N-MOSFET 和 PMOSFET。按照栅极电压幅值可分为耗尽型和增强型。随着 MOSFET 技术和工艺不断成熟,成本将不断下调。中高端产品也将逐渐向 中低端产品下沉。比如 Trench MOSFET 将从中端下沉至中低端,替代部分平面 MOSFET 的低端市场。SGT MOSFET 将部分替代 Trench MOSFET 的低压应 用市场,从中高端下沉至中端。
SGT MOSFET、SJ MOSFET 和碳化硅 MOSFET 或是 MOSFET 未来三大主 力产品。自上世纪 70 年代 MOSFET 诞生以来,从平面 MOSFET 发展到 Trench MOSFET,再到 SGT MOSFET 和 SJ MOSFET,再到当下火热的第三代宽禁带 MOSFET(碳化硅、氮化镓),功率 MOSFET 的技术迭代方向主要围绕制程、 设计(结构上变化)、工艺优化以及材料变更,以实现器件的高性能——高频率、 高功率和低损耗等。 IGBT 俗称电力电子装置的“CPU”,是能源变换与传输的核心器件,由 BJT 和 MOSFET 组合而成,是一种全控型、电压驱动的功率半导体器件。IGBT 没有 放大电压的功能,导通时可以看做导线,断开时当做开路。IGBT 同时具有 BJT 和 MOSFET 的优点,即高输入阻抗、低导通压降、驱动功率小而饱和压降低等, IGBT 与 BJT 或 MOS 管相比,其优势是它提供了一个比标准双极型晶体管更大 的功率增益,以及更高的工作电压和更低的 MOS 管输入损耗。因此广泛应用于 直流电压为 600V 及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路 和牵引传动等场景。
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