全球MOSFET功率器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)、競(jìng)爭(zhēng)格局及發(fā)展優(yōu)勢(shì)：預(yù)計(jì)2022全球MOSFET市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到523.5億元[圖]

    功率器件分三大類(lèi)：Si、SiC、GaN。功率半導(dǎo)體器件目前主要基于三類(lèi)材料：Si、SiC、GaN。Si功率器件是主流，最重要的原因在于成本。Si材料的擊穿電壓是三者中最低，而SiC和GaN屬寬禁帶半導(dǎo)體材料，具有更高的帶隙，更大的擊穿電壓。高擊穿電壓的特性讓SiC和GaN在大功率、超高電壓控制方面的應(yīng)用更有前景。但是因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展的階段不同，與成熟的Si產(chǎn)業(yè)鏈相比，SiC和GaN無(wú)論是工藝水平還是供給規(guī)模都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Si材料，造成SiC和GaN在成本上難以與Si產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，只能在一些特定的、非成本優(yōu)先的專(zhuān)用領(lǐng)域才有應(yīng)用，大體而言，SiC和GaN器件多應(yīng)用于高壓和高頻電路。從特性上分類(lèi)，可以把功率器件分為可控和不可控，不可控的器件無(wú)法控制信號(hào)的通斷；可控器件又分為部分可控和完全可控。晶閘管屬于部分可控器件，MOSFET、IGBT、GJT則可以完全按照需要實(shí)現(xiàn)信號(hào)的控制。

功率器件分類(lèi)

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MOSFET結(jié)構(gòu)圖

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    功率器件核心在于通斷控制。功率器件的核心應(yīng)用場(chǎng)景就是控制電路、信號(hào)等的通斷。但是因?yàn)殡娐穲?chǎng)景錯(cuò)綜復(fù)雜，電流、電壓范圍很廣，因此每種功率器件都有一定的適用范圍。BJT適用于較低電壓（<1kV）和電流（<500A）的應(yīng)用場(chǎng)景，其阻抗低，成本低，但開(kāi)關(guān)速度慢，較多應(yīng)用于低頻電路的控制；MOSFET使用的電壓和電流（<200A）更低，但其開(kāi)關(guān)速度在ns級(jí)別，多用于高頻電路；IGBT從電路結(jié)構(gòu)上看，是MOSFET與GJT的結(jié)合，因此兼具有二者的特點(diǎn)，同時(shí)又有超越二者的性能。IGBT的電壓（>1kV）和電流（>500A）極限高，開(kāi)關(guān)速度中等，但相對(duì)而言成本比另外兩者更高。

三類(lèi)硅基功率器件性能對(duì)比

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    智研咨詢(xún)發(fā)布的《2020-2026年中國(guó)MOSFET器件行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展調(diào)研及未來(lái)前景規(guī)劃報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示：全球功率器件年復(fù)合增速將保持在3.56%，2018年的總市場(chǎng)規(guī)模為2070億元人民幣，預(yù)計(jì)在2022將達(dá)到2381億元。PMIC是功率器件最大的市場(chǎng)。IGBT則增速最快，增長(zhǎng)率達(dá)7.62%，但當(dāng)前市場(chǎng)份額僅為13.67%。

    MOSFET增速與全球功率器件增速接近，占據(jù)功率器件22%的市場(chǎng)份額，長(zhǎng)期來(lái)看仍將保持重要地位。全球MOSFET市場(chǎng)規(guī)模在2018年為470.7億元人民幣，預(yù)計(jì)在2022年達(dá)到523.5億元。全球功率器件市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)步增長(zhǎng)，IGBT增速最快，MOSFET需求長(zhǎng)期穩(wěn)定。

2018-2022年全球功率器件分類(lèi)規(guī)模（億元）

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2018年全球功率器件分類(lèi)規(guī)模占比

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2022年全球功率器件分類(lèi)規(guī)模占比

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    MOSFET需求廣泛，汽車(chē)電子極速啟航。功率MOSFET市場(chǎng)應(yīng)用占比最多的行業(yè)包括：便攜設(shè)備、音頻設(shè)備、家電設(shè)備、汽車(chē)電子、計(jì)算存儲(chǔ)、工業(yè)控制、網(wǎng)絡(luò)通訊等，其中汽車(chē)電子和計(jì)算存儲(chǔ)是應(yīng)用占比最大的兩個(gè)行業(yè)。車(chē)用MOSFET的市場(chǎng)增速（2016-2022年）預(yù)計(jì)維持在5.11%，是MOSFET應(yīng)用中增長(zhǎng)最快的細(xì)分領(lǐng)域。全球車(chē)用MOSFET的規(guī)模預(yù)計(jì)在2022年達(dá)到116億元人民幣，占MOSFET總體的比重為22.2%，是全球MOSFET增長(zhǎng)的重要推動(dòng)力。

2016-2022功率MoSFET細(xì)分應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)(億元)

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    MOSFET行業(yè)中國(guó)市場(chǎng)排名前十的全是國(guó)外巨頭，國(guó)內(nèi)廠商士蘭微排名最高，第十一名，市占率只有2%。《中國(guó)制造2025》要求，到2020年中國(guó)芯片自給率要達(dá)到40%，2025年要達(dá)到50%，目前距離這個(gè)比例還有很大空間，國(guó)內(nèi)廠商迎來(lái)機(jī)遇。

中國(guó)大陸MOSFET競(jìng)爭(zhēng)格局

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    SiC-MOSFET具能效優(yōu)勢(shì)，可與IGBT競(jìng)逐600-1200V市場(chǎng)?；赟iC材料的MOSFET在同一電壓下比Si基的IGBT具有更大的導(dǎo)通電流，即更低的導(dǎo)通電阻。

    同時(shí)SiC相比于Si材料具備等高的擊穿電壓，可以拓寬MOSFET的應(yīng)用場(chǎng)景。IGBT的最主要問(wèn)題是開(kāi)關(guān)通斷時(shí)有損耗：當(dāng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，IGBT的導(dǎo)通電流會(huì)陡然增加然后回落至額定的通路電流，高出額定通路的那部分電流為開(kāi)關(guān)導(dǎo)通帶來(lái)?yè)p耗。但SiC-MOSFET則具有更小的損耗；當(dāng)開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)，IGBT存在尾電流，即電流拖尾現(xiàn)象，帶來(lái)?yè)p耗。而SiC-MOSFET則只有很小的尾電流，具有很高的開(kāi)關(guān)比。特別強(qiáng)調(diào)，電動(dòng)車(chē)對(duì)于電池續(xù)航需求極其嚴(yán)苛，功率器件如果對(duì)能量轉(zhuǎn)化的效率不高導(dǎo)致累積的損耗過(guò)多，會(huì)影響電動(dòng)車(chē)電池續(xù)航。而SiC-MOSFET具有低損耗的能效優(yōu)勢(shì)。

SiC-MOSFET與Si-IGBT特性比對(duì)

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Si-IGBT與SiC-MOSFET的導(dǎo)通損耗

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Si-IGBT與SiC-MOSFET的關(guān)斷損耗

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