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功率半导体元件的主要用途是什么?功率半导体市场分析

发表于2019-12-10

  1. 功率半导体元件或简称功率元件是电子设备中电能转换和电路控制的核心。主要应用包括频率转换,整流,电压变化,功率放大,功率控制等,并且同时具有节能效果,因此功率组件广泛用于移动通信,消费电子,新能源运输中和许多其他领域。

    其中,金属氧化物半导体场效应晶体管自1980年以来在电子商业应用中,主要用于PC,NB等具有电路板的主板的消费电子产品,属于市场上的低压设备,在900伏以上领域高压是无用的,而绝缘栅双极型晶体管(IGBT),是为了满足大功率和高频的要求,自1988年以来已发展到第六代产品,成为高压电子产品的主流应用。全球功率组件市场规模约为140亿美元,占全球半导体市场的3.5%,其中晶体规模约为68亿美元,IGBT约为12.6亿美元,分别占全球半导体市场的48%和9%功率半导体组件。根据IEK的调查,近年来,由于混合动力电动汽车和石油电动汽车的快速发展,汽车电子化的比例不断提高,手机的快速充电以及互联网新应用的出现,物联网(IoT),功率组件在提高能量转换效率方面起着重要作用,并且工业需求正在逐渐增加。将来,对电动汽车用半导体的需求将是传统汽车的两倍以上,并且预计晶体等功率组件的消耗将大大增加。


    过去,晶体和IGBT市场都由大型制造商主导。英飞凌,安森和瑞萨电子占MOSFET市场的近50%,英飞凌,三菱电机和富士电机占IGBT市场的61%。在英飞凌的领导下,这些大型IDM垂直集成工厂都优先考虑具有较高毛利率的新产品,并相继退出中低压晶体的一般消费产品线,从而导致晶体的供求差距拉大。自去年第二季度以来,台湾工厂逐渐感受到了转订单的影响。预计这种短缺趋势将继续。


    在晶圆供应方面,用于晶体和IGBT产品的8英寸光罩的成本仅为12英寸光罩的1/10。另外,要求功率组件不漏电,因此不能使其小型化。由于这些原因,台湾和中国大陆的晶体功率元件IC设计公司都在8英寸晶圆厂投产。但是,由于对诸如指纹识别,图像传感器(CIS)和电源管理(ICPMIC)之类的IC产品的安全性需求的增加,对8英寸晶圆的需求也有所增加。

    MOSFET市场的供需失衡使台湾工厂多年难得的增长机会。在上游IC设计方面,大中和杰瑞在个人电脑市场和消费电子产品方面具有竞争优势。预计在下半年供需仍然紧张的情况下,它们对下游的议价能力将增强,这将有助于其利润表现。在晶圆生产方面,全球先进的8英寸产能已满载,电源管理收入份额持续增长,以改善产品组合。


    另外,随着氮化镓(GaN)相关分离元件的研究与开发,对IGBT等高压市场的需求不断增长,我们希望在未来利用IGBT的产生,并积极引入自动化和驱动代码认证。目前,我们的生产能力已满,2018年产品的平均增长率估计为15-20%,并有望未来增长。尽管晶体和IGBT等产品已经在电子产品中使用,但是近年来,市场变化,需求增加,将面临功率半导体组件的反击。