。是电子设备电能转换和电路控制的关键组件，主要用于改变电子装置中电压和频率、直流交流转换等，广泛应用在新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网等领域。

　　①二极管，如功率整流二极管、肖特基二极管、齐纳稳压管和二极管组件等；②三极管，如PNP、NPN三极管、功率达林顿晶体管等；③晶闸管及其派生器件，如普通晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、不对称晶闸管、门极辅助关断晶闸管、光控晶闸管、可关断晶闸管、静电感应晶闸管。

　　Metal-Oxide-Semiconductor Transistor

　　如、隔离栅晶体管、功率静电感应晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET,Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）等

　　IGBT中文全名为绝缘栅双极型晶体管（Insulate-Gate Bipolar Transistor，IGBT），

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　　其中MOSFET、IGBT是目前最主要细分市场，分别占比40%、25%。整体来看，

　　的概念，除却功率模块的基本功能之外，智能功率模块还具有内部集成的逻辑、控制、检测和保护电路，这使得其使用更加方便，不仅减小了系统的体积和开发时间，还大大增强了系统的可靠性。其实，如果不以严格意义来划分，一般的，我们通常所说的功率模块（或模组）可以等价的理解为就是IPM。

　　根据Omdia的数据统计，2021年功率半导体器件与模块全球市场规模为275亿美元，其中英飞凌以19.7%的市场占有率居于领先地位，紧随其后的是安森美和意法半导体，CR5约为43.3%。

　　近年来，功率半导体在新能源汽车中的价值量大幅提升。根据Strategy Analytics的数据，2022年电动汽车的平均单车半导体价值量已达到1000美元，相比传统内燃车提升了一倍，其中价值量提升最多的是功率半导体。

　　根据EVVolumes的统计数据，中国新能源汽车的渗透率从2020年的5.6%大幅提升至2022年的25.6%。在新能源汽车高速增长的背景下，功率半导体大有可为。

　　分别包括：栅极，集电极和发射极。同时具备MOSFET输入阻抗高、开关速度快、控制功率小、驱动电路简单、开关损耗小以及BJT 导通电压低、通态电流大、损耗小的优点。（这就是组合晶体管的优势所在）

　　是IGBT最大增量市场。IGBT是新能车电控系统和直流充电桩的核心器件，占到整车成本的10%，占充电桩成本的20%。光伏和储能是IGBT第二增量市场，IGBT是光伏逆变器、储能逆变器的核心器件。

　　。英飞凌（德，35%）、三菱（12%日）、富士电机（日，8%）、安森美（美）、东芝（日）合计占据了约70%市场份额。国内，IGBT龙头斯达半导位列IGBT模块市场第六（3%）、时代电气位列IGBT模块市场第十（2%），功率器件IDM龙头杭州士兰微位列IGBT分立器件市场第八（3.5%）、IPM模块市场第九（2.2%）。SiC MOSFET

　　SiC是由硅和碳组成的化合物半导体材料，在热、化学、机械方面都非常稳定，SiC比GaN和Si具有更高的热导率，意味着SiC器件比GaN或Si从理论上可以在更高的功率密度下操作。因此，SiC更加适用于制作高压高功率密度器件。SiC MOSFET的开关速度快、损耗小，能耗低、便于集成，在通信、消费电子、汽车电子、工业控制等众多领域有广泛应用。

　　全球MOSFET行业集中度高，由英飞凌、安森美、东芝等欧美日系厂商主导，国内厂商市占率仍处于较低水平。

　　：国内功率半导体IDM大厂、MOSFET龙头厂商。产品包括功率半导体、智能传感器及智能控制产品。

　　：旗下安世半导体为全球领先的功率半导体IDM厂商，小信号二极管和晶体管出货量全球第一、小信号MOSFET全球第一、功率分立器件全球第六。

　　：国内功率半导体IDM大厂，MOSFET、IPM模块国内市占率领先。公司业务涵盖分立器件、集成电路、发光二极管三大类，分立器件覆盖MOSFET、IGBT等产品。

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　　替代Si IGBT时，能够明显地减少开关损耗，并且实现散热部件的小型化。另外，由于SiC MOSFET能够在IGBT不能工作的高频条件下驱动，从而也可以实现被动器件的小型化。IGBT真的不行吗？

　　不是IGBT不行，拉胯的是Si衬底可不是IGBT！IGBT的实现形式有很多：它可以在Si衬底（或外延）上实现，也可以在SiC衬底（或外延）上实现，还可以在GaN外延（或外延）上实现，于是就可以得到Si IGBT、SiC IGBT甚至GaN IGBT了。

　　有一点要声明，绝不是因为性能原因，恰恰相反，SiC IGBT或GaN IGBT性能吊打Si IGBT，但是SiC IGBT或GaN IGBT实在是太贵了，而且，SiC IGBT或GaN IGBT的耐压范围轻松干到10KV以上，性能严重溢出。而现在SiC的MOSFET可以做到6500V耐压，已经能覆盖现在的Si IGBT耐压水平了，且MOSFET的芯片结构比IGBT简单，所以目前没有必要用SiC来做IGBT浪费成本。除非以后需要10kV级别的器件才有可能考虑SiC的IGBT。SiC IGBT要实现商业化，还有三大难题：

　　IGBT器件电导调制能力依赖于漂移区载流子寿命，事实上对于10-20kV电压等级的碳化硅IGBT器件，3us-5us的载流子寿命就可以了。但是目前碳化硅载流子寿命提高的热氧化法和C离子注入退火法都难以实现稳定的载流子寿命提高，实验结果的片间均匀性很差，所以难以形成商业化的器件产品。

　　10kV以上高压器件终端的良品率、双金属欧姆接触对之前形成的栅氧的影响造成的良品率问题等等。

　　目前，采用Si IGBT技术的功率模块在电动汽车应用中仍然占据主导地位。

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　　然而由于经过数十年的发展，硅基功率器件正在接近材料极限，要进一步提高Si IGBT功率器件的性能非常困难。因此，仅就功率半导体产业而言，一直在持续演进的宽禁带功率器件SiC MOSFET是更具潜力的。宽禁带功率SiC器件比Si器成本要贵很多（

　　12英寸Si衬底也就200/片，而SiC 6英寸衬底6000+/片）。，但因其功率组件的尺寸和重量减小，特别是在相同里程范围内可节省电池容量，因此能够降低整体动力总成成本。

　　主要是原材料和设备供应环节，包括晶圆、光刻机、引线框架、宽禁带材料和其他辅助材料的供应。

　　主要是芯片制造、设计、封装等生产制造环节，产品包括功率IC、分立器件和模块，其中IGBT和MOSFET在功率分立器件中价值量最大。

　　几乎涵盖所有电子制造业，包括消费电子、工业控制、电力传输和新能源等领域。

　　，被广泛应用于新能源领域（光伏、储能、充电桩、电动车等大功率高电压应用场景）。

　　（同样功率晶体管尺寸可以做的更小，有利于小型化）、热稳定性强的电器性能。SiC功率器件

　　衬底外延的制备与器件模组的研发，对工艺制程要求不高，可不受先进光刻机的制约。当前，国内第一梯队的SiC相关企业均已具备IDM能力。

　　截止2022年，国内6寸SiC晶圆（折合）产能约10万片/年，根据中国宽禁带功率半导体及应用产业联盟测算，随着国内新能源汽车的飞速发展，2025年国内SiC需求将有望突破50万片/年，国内主要SiC企业均在积极扩产。

　　在衬底上生长出来的薄膜。这个薄膜可以与衬底用相同的材料（同质外延），但可以用与衬底不同的材料（异质外延）。

　　从生产工艺来看，外延技术对外延温度、气流、时间等参数的精确控制，使得外延层的缺陷度可以比同质衬底更小，在衬底上沉积一层外延可以达到提高器件的性能及可靠性的目的。由于SiC 外延有一定难度，所以市场上有一些专门做SiC 外延的厂商。

　　比如，它通过在便宜的硅片上生长一层薄薄的GaN外延，这样用成熟的第一代半导体材料做衬底，来(部分)实现第三代半导体宽禁带的特性，可谓是相当划算。但是这种异质外延结构，也存在如晶格失配（可以理解为把脚手架搭在塑料地基上）、温度系数不一致（热胀冷缩，温度变化时，不同材质肯定存在问题）、热传导不良（Si的导热性很差的）等问题。

　　依托飞速发展的新能源汽车、储能及民用航空航天产业，实现逆势增长！本文略有深度，作者之前有不少科普性文章，感兴趣可参阅。