功率 MOSFET 的行业发展趋势

1）工艺进步、器件结构改进所带来的变化 

采用新型器件结构的高性能 MOSFET 功率器件可以实现更好的性能，从而导致采 用传统技术的功率器件的市场空间被升级替代。造成该等趋势的主要原因是高性能功 率器件的生产工艺不断进行技术演进，当采用新技术的高性能 MOSFET 功率器件生产 工艺演进到成熟稳定的阶段时，就会对现有的功率 MOSFET 进行替代。同时，随着各 个应用领域对性能和效率的要求不断提升，也需要采用更高性能的功率器件以实现产 品升级。因此，高性能 MOSFET 功率器件会不断扩大其应用范围，实现市场的普及。未来的 5 年中会出现新技术不断扩大市场应用领域的趋势。具体而言，沟槽 MOSFET 将替代部分平面 MOSFET；屏蔽栅 MOSFET 将进一步替代沟槽 MOSFET；超级结 MOSFET 将在高压领域替代更多传统的 VDMOS。

 2）第三代半导体材料功率器件的替代趋势 

第三代半导体材料主要为碳化硅和氮化镓，具有禁带宽度大、电子迁移率高、热 导率高的特点，在高温、高压、高功率和高频的领域有机会取代部分硅材料。首先， 由于新能源汽车、5G 等新技术的应用及需求迅速增加，第三代半导体的产业化变得更 加迫切。得益于 SiC MOSFET 在高温下更好的表现， SiC MOSFET 在汽车电控中将逐 步对硅基 IGBT 模块进行替代。根据 Yole 的数据，2019 年应用在新能源汽车的 SiC 器 件市场规模为 2.25 亿美元，预计到 2025 年将增长至 15.53 亿美元，复合增长率为 38%。第三代半导体材料仍然处于产业化起步阶段，国内已发布多个政策积极推进第三代半 导体行业的发展，例如 2019 年国务院发布《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》， 提出要加快培育一批第三代半导体企业。

3）功率器件集成化趋势 

除了 MOSFET 功率器件在结构及工艺方面的优化外，终端领域的高功率密度需求 也带动了功率器件的模块化和集成化。在中大功率应用场景中，客户更倾向于使用大 功率模块。由于大功率模块需要多元件电气互联，同时要考虑高温失效和散热问题， 其封装工艺和结构更复杂；在小功率应用场景中，功率器件被封装到嵌入式封装模块 中来提高集成度从而减小整体方案的体积。目前，工业领域仍是功率模块的主要应用 领域。随着新能源汽车、5G 技术的兴起，功率器件模块化趋势将愈发显著。根据Omdia 预测，2020-2024 年分立器件市场增速为 2.8%，而功率模块市场增速为 9.2%， 高于分立器件市场增速。