功率半導(dǎo)體新一輪漲價潮來襲

 

據(jù)媒體報道，全球功率半導(dǎo)體龍頭英飛凌正在醞釀新一輪產(chǎn)品漲價，MOSFET的漲幅將有12%，預(yù)計本月中旬執(zhí)行。還有多家功率半導(dǎo)體廠商也在近期發(fā)布了漲價通知。

 

 

昨日全球功率半導(dǎo)體龍頭大廠英飛凌向客戶發(fā)布通知稱，受全球新冠疫情（COVID-19）再度爆發(fā)以及馬來西亞政府“全面行動管制令”的影響，英飛凌在馬來西亞的生產(chǎn)受到了較大的影響。

2019年下半年進(jìn)口IGBT就出現(xiàn)缺貨，MOSFET也在2020年初伴隨著疫情暴發(fā)進(jìn)入缺貨周期。目前市場對二三極管、晶體管、低中高壓MOSFET、IGBT等功率半導(dǎo)體產(chǎn)品的需求依然很旺盛，部分進(jìn)口產(chǎn)品的交期長達(dá)52周，國產(chǎn)產(chǎn)品的交期長達(dá)三個月。晶圓廠的產(chǎn)能瓶頸依舊存在，新一輪漲價潮也逐漸來襲。業(yè)內(nèi)人士表示，功率半導(dǎo)體市場缺口最大的是有一定技術(shù)門檻的產(chǎn)品，在此情況下，行業(yè)高景氣周期將持續(xù)。

 

汽車半導(dǎo)體大致可以分為五大類，功率半導(dǎo)體占比最大，大約占汽車半導(dǎo)體市場的43%，電動汽車市場的爆發(fā)對于功率半導(dǎo)體市場的增長具有極強的拉動，汽車供需缺口的增大使得中短期內(nèi)功率半導(dǎo)體廠商不愁銷路。

 

國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心副總經(jīng)理鄒廣才表示，整個市場規(guī)模大概是150億美元，未來市場規(guī)模會進(jìn)一步提升。根據(jù)IHS Markit數(shù)據(jù)，預(yù)計至2021年市場規(guī)模將增長至441億美元。

 

英飛凌之外，ST、安森美、安世半導(dǎo)體等全球領(lǐng)先的功率半導(dǎo)體廠商也于近期紛紛發(fā)布漲價通知，ST宣布全系列產(chǎn)品將于6月1日開始漲價；安森美也宣布部分產(chǎn)品價格上調(diào)，生效日期定于今年7月10日；安世半導(dǎo)體宣布于6月7日提高公司產(chǎn)品價格。

 

國外廠商產(chǎn)生的產(chǎn)能缺口，客觀上促進(jìn)了功率半導(dǎo)體的國產(chǎn)替代進(jìn)程。士蘭微、斯達(dá)半導(dǎo)、新潔能、蘇州東微、華微電子等國產(chǎn)品牌的芯片產(chǎn)品對于進(jìn)口產(chǎn)品產(chǎn)生了較大的挑戰(zhàn)，但是產(chǎn)能有限，交期也在拉長，通常在3個月以上。

 

 

根據(jù)IHS及Gartner的相關(guān)統(tǒng)計，功率MOSFET占據(jù)約40%的全球功率器件市場規(guī)模。

MOSFET全稱metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor，中文名為金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，簡稱金氧半場效晶體管或MOS管，是一種可以廣泛使用在模擬電路與數(shù)字電路的場效晶體管。而功率MOSFET則指處于功率輸出級的MOSFET器件，通常工作電流大于1A。

 

由于功率器件的分類方式非常多樣，且各分類方式的分類邏輯并不存在上下包含的關(guān)系，因此在這里我們從驅(qū)動方式、可控性、載流子類型這三個分類維度將功率MOSFET定義為電壓驅(qū)動的全控式單極型功率器件。

 

 

可以發(fā)現(xiàn)，功率MOSFET的電壓驅(qū)動、全控式和單極型特性決定了其在功率器件中的獨特定位：工作頻率相對最快、開關(guān)損耗相對最小，但導(dǎo)通與關(guān)斷功耗相對較高、電壓與功率承載能力相對較弱。

 

因此功率MOSFET會在兩個領(lǐng)域中作為主流的功率器件：1.要求的工作頻率高于其他功率器件所能實現(xiàn)的最高頻率的領(lǐng)域，目前這個最高頻率大概是70kHz，在這個領(lǐng)域中功率MOSFET成為了唯一的選擇，代表性下游應(yīng)用包括變頻器、音頻設(shè)備等。2.要求工作頻率在10kHz到70kHz之間，同時要求輸出功率小于5kW的領(lǐng)域，在這個領(lǐng)域的絕大多數(shù)情況下，盡管IGBT與功率MOSFET都能實現(xiàn)相應(yīng)的功能，但功率MOSFET往往憑借更低的開關(guān)損耗（高頻條件下開關(guān)損耗的功耗占比更大）、更小的體積以及相對較低的成本成為優(yōu)先選擇，代表性的下游應(yīng)用包括液晶電視板卡、電磁爐等。

 

 

寬禁帶半導(dǎo)體材料迭代引領(lǐng)功率MOSFET性能演進(jìn)

 

根據(jù)載流子種類與摻雜方式，MOSFET可以被分為4種類型：N溝道增強型、N溝道耗盡型、P溝道增強型、P溝道耗盡型。

 

 

由于功率MOSFET往往追求高頻率與低功耗，且多用作開關(guān)器件，因此N溝道增強型是絕大多數(shù)功率MOSFET的選擇。

功率MOSFET自1976年誕生以來，不斷面對著社會電氣化程度的提高所帶來的對于功率半導(dǎo)體的更高性能需求。對于功率MOSFET而言，主要的性能提升方向包括三個方面：更高的頻率、更高的輸出功率以及更低的功耗。