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功率半导体的功能(功率半导体概述)

时间:2023-08-14 作者: 小编 阅读量: 1 栏目名: 生活百科

在中低压领域,IGBT广泛应用于新能源车和消费电子。预计未来中国功率半导体将继续保持较高速度增长,2021年市场规模有望达到159亿美元,2018年-2021年年化增速达4.83%。根据IHS数据,MOSFET市场规模占全球功率分立器件的市场份额超过40%。目前市场相对分散,行业第一的Vishay份额超10%,其余占比均较低。晶闸管作为一种技术相对成熟的产品,其市场成长性趋于稳定。预计2021年全球及中国晶闸管市场规模分别达488百万美元及202百万美元。

功率半导体的功能?一、产品分类(图传不上去(),现在小编就来说说关于功率半导体的功能?下面内容希望能帮助到你,我们来一起看看吧!

功率半导体的功能

一、产品分类(图传不上去()

功率半导体根据产品形态,功率半导体可分为器件、IC 两大类。

功率半导体器件根据 P/N 型半导体组合方式,可分为二极管、晶体管(三极管)、晶闸管 ,晶体管又分为MOSFET、IGBT等。功率 IC 隶属于模拟 IC,根据功能可大致分为 AC/DC、DC/DC、电源管理、驱动 IC 等。

二极管:主要有 SBD(肖特基二极管)、FRD(快恢复二极管)等,SBD 适用于小功率场景;FRD 适用于较大功率场景。

晶闸管: 又称可控硅,管主要用于高压领域,如工控、UPS(不间断电源)、变频器等 。

MOSFET:场效应晶体管,常见类型有平面栅 MOS、沟槽栅 MOS、超结 MOS、屏蔽栅 MOS 等,主要应用于高频中低压领域,主要用于计算机及外设设备、通信、消费电子等, 据 IHS 数据其占全球功率分立器件市场超 40%份额。

IGBT: 适用电压较 MOSFET 高。在中低压领域,IGBT 广泛应用于新能源车和消费电子。1700V 以上的高压领域,广泛应用于轨道交通、清洁发电和智能电网等重要领域。

当前国内以传统半导体为主,同时以 SiC、GaN 为代表的第三代半导体,有望带来功率半导体发展新机遇。相比于传统半导体材料,SiC具有更优的高耐压、大功率特性,适用于新能源车、轨道交通等领域,GaN 具有高临界磁场、高电子饱和速度与极高的电子迁移率的特点,是超高频器件的极佳选择,适用于 5G 通信、微波射频等领域的应用。(三代半导体大规模替代传统半导体还要10年)

二、市场规模

IHS Markit预测,2019年全球功率器件市场规模约为404亿美元,预计至2021年市场规模将增长至441亿美元,2018年至2021年的年化增速为4.09%。

我国功率半导体器件2018年市场需求规模达到138亿美元,增速为9.5%,占全球需求比例超过35%。预计未来中国功率半导体将继续保持较高速度增长,2021年市场规模有望达到159亿美元,2018年-2021年年化增速达4.83%。

三、细分市场规模

根据 IHS Markit 的统计,中国功率半导体市场中前三大产品是电源管理 IC、 MOSFET、IGBT,三者市场规模占 2018 年中国功率半导体市场规模比例分别为 60.98%,20.21%与 13.92%。

1、电源管理 IC

电源管理 IC 在电子设备中承担变换、分配、检测等电能管理功能。根据 IHS Markit 的统计,2018 年我国电源管理 IC 市场规模为 84.3 亿美元,2016-2018 年期间的 复合年增长率为 2.88%。电源管理 IC 目前有提升集成度、模块化、数字化的发展趋 势,同时 GaN、SiC 等新型材料研发与应用也为电源管理 IC 发展注入全新动力。

2、MOSFET和IGBT

根据IHS Markit预测,MOSFET和IGBT是未来5年增长最强劲的半导体功率器件。随着新能源车(电机控制器、车载空调、充电桩)、光伏等行业的快速发展,MOSFET、IGBT在功率半导体的市场规模占比有望持续提升。

(1)MOSFET(华润微新洁能的主业,PE低于斯达半导)

MOSFET可以广泛使用在模拟与数字电路的场效应晶体管。根据 IHS 数据, MOSFET 市场规模占全球功率分立器件的市场份额超过 40%。 根据 IHS Markit 的统计,2018 年我国 MOSFET 市场规模为 27.92 亿美元,2016 年 -2018 年复合年均增长率为 15.03%,高于功率半导体行业平均的增速。

(2)IGBT(技术和增速最快,斯达半导的主业,PE很高)

IGBT由双极型三极管 BJT 和 MOSFET 组成的复合全控型电压驱动式功率器件。IGBT 的开关特性可以实现直流电和交流 电之间的转化或者改变电流的频率,有逆变和变频的作用。 根据 IHS Markit 的统计,2016 年我国 IGBT 市场规模为 15.40 亿美元,2018 年为 19.23 亿美元,对应复合年均增长率为 11.74%。IGBT 是国家 16 个重大技术突破专项 中的重点扶持项目,被称为电力电子行业里的“CPU”。在中低电压领域,IGBT 广泛 应用于新能源汽车和消费电子中;在 1700V 以上的高电压领域,IGBT 广泛应用于轨 道交通、清洁发电、智能电网等重要领域。

3、功率二极管(扬杰科技主营,借此可以理解为什么扬杰科技的PE低)

是一种相对较早诞生的功率半导体分立器件,具有工作可靠的特点。功率二极管产品应用广泛,主要涉及电源领域、网络通讯、家用电器等等。功率二极管是传统的功率器件,主要用于整流、开关、稳压等。目前市场相对分散,行业第一的Vishay份额超10%,其余占比均较低。大陆和中国台湾厂商有望凭借低成本优势以及产业扶持政策逐步占据市场,成为功率器件中率先突破的子领域。数据显示,2020年全球及中国功率二极管市场规模分别可达1307百万美元及3938百万美元,预计2021年全球及中国功率二极管市场规模可达1344百万美元及4047百万美元。

4、晶闸管(捷捷微电的主营,PE高于扬杰科技低于新洁能,晶闸管科技含量比二极管高)

是一种基础型功率半导体分立器件,主要用于电力变换与控制,可以用微小的信号功率对大功率的电流进行控制和变换。晶闸管根据性能分类主要包括单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管、高频晶闸管等。晶闸管作为一种技术相对成熟的产品,其市场成长性趋于稳定。根据IHSMarkit报告,全球晶闸管市场规模达468百万美元,2020年中国晶闸管市场规模达194百万美元。预计2021年全球及中国晶闸管市场规模分别达488百万美元及202百万美元。

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