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电子知识

半导体行业报告:MOSFET行业研究

作者:立深鑫        发布时间:01-15        点击:
摘要 : MOSFET的差异化主要来源于三个方面,一是基于系统 know-how理解的设计能力。二是前段制程的差异,即晶圆制造环节的工艺水平差异。三是后段制程的差异,即芯片封装工艺水平的差异。 数字逻辑芯片产品的价值链构成更长,设计软件、IP、EDA、know-how、前段晶圆制造能力
1、MOSFET概况

据数据显示,全球功率器件总市场约为463亿美元,其中分立MOSFET占比约为18%,市场空间约为83.34亿美元,MOSFET模组约占1%。全球功率MOSFET欧系厂商占主导。

功率MOSFET器件工作速度快,故障率低 ,开关损耗小 ,扩展性好。适合低压、大电流的环境,要求的工作频率高于其他功率器件 。应用范围覆盖电源、发频器、CPU及显卡、通讯、汽车电子等多个领域。

2、MOSFET:IDM模式占据主流

MOSFET的差异化主要来源于三个方面,一是基于系统 know-how理解的设计能力。二是前段制程的差异,即晶圆制造环节的工艺水平差异。三是后段制程的差异,即芯片封装工艺水平的差异。 数字逻辑芯片产品的价值链构成更长,设计软件、IP、EDA、know-how、前段晶圆制造能力、 前段封装能力共同 创造了芯片的附加值。由亍价值链较长,逻辑芯片产业链出现了产业分工, Fabless+Foundry模式渐渐替代传统的IDM模式。但是在功率半导体领域,价值链较短,前段晶圆制造能力和后端封装能力是构成产品附加值的核心,国际一线企业大多数采用IDM模式。

MOSFET以及功率半导体采用IDM模式更具竞争力。一是Fabless企业不掌握晶圆生产能 力,在行业供需紧张时,难以拿到稳定的晶圆产能配额。二是 IDM企业设计部门在晶圆生产 阶段就能够开始调试参数、迭代工艺技术。


MOS管

3、MOS管升级之路:制程缩小+技术变化+工艺进步 +第三代半导体

制程缩小:MOSFET的生产工艺在1976-2000年左右跟随摩尔定律不断缩小制程线宽。生产工艺制程从早期的 10微米制程迭代至 0.15-0.35微米制程。技术变化:MOSFET经历了3次器件结构上的技术革新:沟槽型、超级结、Insulated Field Plates。每一次 器件结构的变化,在某些单项技术指标上产品性能得到飞跃,大幅拓宽产品的应用领域。工艺进步: 在同一个器件结构下,通过 对生产工艺进行调整,产品 FOM性能变得小幅改善。材料迭代:SiC、GaN半导体功率器件。

4、MOSFET与BJT区别

MOSFET是电压驱动, 双极型晶体管(BJT)是电流驱动。

(1)只容许从信号源取少量电流的情况下,选用MOS管;在信号电压较低,有容许从信号源取较多电流的条件下,选用三极管。

(2)MOS管是单极性 器件(靠一种多数载流子导电),三极管是双极性器件(既有多数载流子,也要少数载流子导电)。

(3) 有些MOS管的源极和漏极可以互换运用,栅极也可正可负,灵活性比三极管好。

(4)MOS管应用普遍, 可以在很小电流和很低电压下工作。

(5)MOS管输入阻抗大,低噪声, MOS管较贵,三极管的损耗大。

(6)MOS管常用来作为电源开关,以及大电流开关电路、高频高速电路中,三极管常用来数字电路开关 控制。

5、MOSFET与IGBT区别

IGBT芯片=MOSFET+BJT。IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是由BJT(双极型三极管)和 MOSFET(绝缘栅型场效管)组成的复合功率半导体,兼备了双极型晶体管的高耐压和 MOSFET输入抗阻高的特性,因此IGBT适用于高电压、大电流场合。