MOSFET 器件概述

MOSFET 全称金属氧化物半导体场效应管，是一种可以广泛使用在模拟与数字电 路的场效应晶体管。MOSFET 器件具有高频、驱动简单、抗击穿性好等特点，应用范 围涵盖通信、消费电子、汽车电子、工业控制、计算机及外设设备、电源管理等多个 领域。2019 年全球 MOSFET 器件市场需求规模达到 84.20 亿美元，受疫情影响，2020 预 计市场规模下降至 73.88 亿美元，但预计未来全球 MOSFET 器件市场将继续保持平稳 回增，2024 年市场规模有望恢复至 77.02 亿美元。

2019 年全球 MOSFET 器件市场中，英飞凌排名第一，市场占有率达到 24.79%， 前十大公司市场占有率达到 74.42%。中国本土企业中，闻泰收购的安世半导体、中国 本土成长起来的华润微电子、扬杰科技进入前十，分别占比 3.93%、3.09%和 1.80%。

继二十世纪五十年代起，真空管逐渐被固体器件替代，以硅材料为基础的功率器 件成为研究主流。二十世纪七十年代，用二氧化硅改善双极性晶体管性能的功率 MOSFET 开始出现。随着功率器件在消费、医药、工业、运输业中的广泛应用，能够 降低成本且提高系统效率的高性能功率器件的需求日渐提升。由于 MOSFET 的导通电 阻随着击穿电压的上升而迅速增大，因此在高压领域，普通 MOSFET 导通阻抗大，难 以满足实际应用需要，多次注入的超级结和深槽的超级结 MOSFET 结构由此被提出。

超级结 MOSFET 全称超级结型 MOSFET，是 MOSFET 结构设计的先进技术。该 结构具备更好的导通特性，可以工作于更大的电流条件。通常情况下，高压 VDMOS 采用平面栅结构。由于击穿电压与 N-外延层厚度成正比，因此要获得更高的击穿电压 需要更厚尺寸的外延层和更淡的掺杂浓度，导致其导通电阻和损耗随着外延层厚度增 加而急剧增大，额定电流同步降低。超级结 MOSFET 的漂移区具有多个 P 柱，可以补偿 N 区中的电荷。在器件关断时，N 型外延层和 P 柱相互耗尽，可以在 N 型外延层掺 杂浓度比高压 VDMOS 对应的 N 外延浓度高很多时也可以有较高的耐受电压；在器件 导通时， N 掺杂区作为导通时的电流通路。由此，超级结结构兼具高耐压特性和低电 阻特性。由于超级结 MOSFET 的导通电阻随着击穿电压的增加而线性增加，对于相同 的击穿电压和管芯尺寸，其导通电阻远小于普通高压 VDMOS，因此常用于高能效和 高功率密度的快速开关应用中。 

相较于普通硅基 MOSFET 功率器件，高压超级结 MOSFET 功率器件系更先进、 更适用于大电流环境下的高性能功率器件。随着 5G 通讯、汽车电动化、高性能充电 器等应用领域的发展，高压超级结 MOSFET 将拥有更快的市场增速。根据 Omdia 和 Yole 的统计及预测， 2020 年与 2025 年硅基 MOSFET 的晶圆月出货量（折合 8 英寸） 分别为 59.7 万片与 73.9 万片，年均复合增长为 4.3%。其中，超级结 MOSFET 由 23.8 万片增长至 35.1 万片，年均复合增长率为 8.1%，增长速度约为普通硅基 MOSFET 功 率器件的两倍左右。