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2024年MOSFET行业细分市场分析——SiC MOSFET(含发展历程、竞争格局等)

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 2024-02-23 19:11:47  来源:前瞻产业研究院 E6839G0

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本文核心数据:SiC MOSFET技术路线,SiC MOSFET竞争格局

——SiC MOSFET发展历程

SiC MOSFET是近年来MOSFET行业进行技术迭代的主要方向,相较于其他可用技术,碳化硅MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)表现出显著的性能提升,为众多电子应用带来了新的可能性。目前,SiC MOSFET的发展主要经历了三个阶段,其发展历程具体如下:

图表1:SiC MOSFET发展历程

——SiC材料的优越性

SiC即碳化硅,作为一种半导体材料,具有可耐高压、高温、高频的性质,在助力设备轻量小型化上具有较为明显的优势。SiC的禁带宽度大,具有击穿电场高、热导率高、饱和电子漂移速率高、抗辐射能力强等性质,且器件在关断过程中不存在电流拖尾现象,开关损耗低,可以大幅提高开关频率。碳化硅材料的优越性能使得相同规格的碳化硅基MOSFET与硅基MOSFET相比,导通电阻降低为1/200,尺寸减小为1/10;相同规格的使用MOSFET的逆变器与硅基IGBT相比,总能量损失小于1/4。

图表2:SiC材料在半导体元器件制造中的优越性

——SiC MOSFET技术路线

功率SiCMOSFET主要有2种技术路线,根据栅极工艺分为平面型MOSFET(VDMOS)和沟槽型MOSFET(TMOS),。多数产品均采用SiC VDMOS结构,其工艺简单、阻断能力强,然而导通电阻较大;SiC TMOS是目前的研究热点,其沟道迁移率高,但工艺较为复杂,受栅氧可靠性影响导致阻断能力较差。

图表3:SiC MOSFET的技术路线

——SiC MOSFET竞争格局

近年来,随着新能源市场的爆发,电动汽车、光伏、储能等下游应用驱动下,包括SiC MOSFET在内的额碳化硅功率器件迎来了新一轮增长期。结合TrendForce数据,2022年SiC功率半导体的主要厂商的市场份额情况,意法半导体(36.5%),其次是英飞凌(17.9%)、Wolfspeed(16.3%)、安森美(11.6%)、罗姆(8.1%)占据了较大的部分,剩余厂商的仅占9.6%,可以认为目前SiC MOSFET市场主要依旧掌握在海外厂商手中。前瞻汇总的SiC MOSFET主要厂商产品概况如下:

图表4:SiC MOSFET主要厂商产品概况

——SiC MOSFET发展趋势

当前,在650-3300V的电压范围内,SiC MOSFET已形成了较为成熟的技术,同时相关产品已逐步推出,目前,为提高半导体元器件的性能与可靠性,未来SiC MOSFET的发展方向主要聚焦于以下几个方面:

图表5:SiC MOSFET的发展趋势

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《全球及中国MOSFET(功率器件)行业发展前景与投资战略规划分析报告》。

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