新能源汽车引爆了需求！10大国内外的MOSFET厂商纷纷抢市占

最佳功率器件MOSFET

MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor)，也就是MOSFET。由于其驱动功率低、切换速度快、工作频率高、热稳定性好等优点而被誉为最理想的电源设备。

MOSFET晶体管的原理图

来源：CN博客

MOSFET为四端装置，除栅极G，源极S，漏极D之外，还存在一个基极（B）。栅极G与漏极D和源极S绝缘，而在D和S之间有2个PN结。通常，基板和源板是在内部相连的，因此，在D和S之间形成了一个PN结。

MOSFET的结构类型不同，其主要应用在高频、中、低压等中小功率场合。

常用的功率MOSFET

MOSFET与其它功率半导体器件相比，其开关频率高、稳定性好，因而在汽车、工业等领域得到了广泛的应用。根据MEMS的预测，到年，在MOSFET的应用中，22%的汽车，19%的电脑和存储，14%的工业。

MOSFET到年的终端市场份额预测

资料来源：微机系统，本人整理

应用范围广，MOSFET市场规模达数十亿美金

年，MOSFET的市场规模将达到79.29亿美元，而到年，其市场规模将达到80.67亿美元。在未来，世界范围内，特别是中国5G的基建、5G手机、PC和云服务器、电动汽车、新基建等领域，将会促进MOSFET的发展。MOSFET在年和年间的年均增长速度有望在6.7%以上，年有望达到.47亿美元。

全球MOSFET市场（亿）

资料来源：中金企业信息，本人整理。

5G基站的建设将会带动MOSFET的使用。中国将于年建成超过60万个5G基站，5G基站需要大量的电力，而RF端功率半导体的使用量将会上升，而雾计算和云计算将会促进功率半导体的需求。英飞凌表示，5G基站所使用的功率半导体器件，如MOSFET，要比4GLTE基站多出4倍。

MOSFET在基站中的应用

随着快速充电技术的发展，氮化镓MOS逐渐取代了硅基MOSFET。随着人们对充电效率的不断提升，手机的充电方式也逐渐呈现“快充”的趋势，这就是利用高压的方式实现大容量的充电，但由于高压带来的安全问题，必须增加MOS管的同步整流；而“闪充”则是采用更安全的方式，即利用低压和高电流实现快速充电。

MOSFET用于快速充电的研究

新能源汽车的迅猛发展和MOSFET的需求的激增。年，新能源汽车销量达到万辆，比去年同期增加了.5%。MOSFET是汽车电子器件中的重要组成部分。MOSFET无论是在发动机，还是在传动系统中的齿轮箱控制和制动，转向控制和车身，都与MOSFET密不可分。由于传统车辆的助力转向、辅助刹车、座椅等控制系统，都要加入马达，因此，传统汽车的内置式马达数目快速增加，从而推动了MOSFET的需求。在新能源汽车中，除了半导体应用于传统汽车，还包括BMS、EPS、车身控制模块网关、ADAS等。

MOSFET在汽车上的应用

来自雷克萨斯的信息

国内MOSFET厂商崛起，加速国产替代

从全球市场来看，英飞凌在年的MOSFET市场上占有24%的市场份额。华润微、安世半导体和士兰微的市场份额分别为3.9%、3.8%和2.2%。

全球MOSFET市场格局

得益于半导体产业不断深化的国产替代浪潮，国内MOSFET公司收入规模迅速增加，IDM业务成为主要业务。华润微是国内最大的MOSFET供应商，产品系列齐全。

国内几大MOSFET制造商简介

国外大厂的产品在技术上处于领先地位，一些国内设备的性能指标已达到世界先进水平。V的高压MOSFET产品中，英飞凌G7的性能表现最好，达到了2.95欧姆·nC，而国内的产品由于栅极带电、切换速度太慢，整体表现不如国外厂商。在60V的中低电压MOSFET中，国外品牌DFN5*6的最小导电电阻是0.93mohm，而安森美的NTMFS5CNL则是国内厂家在接通损失和切换速度上的劣势。近几年，国内企业的技术水平不断提高，国内与国外的技术差距有望进一步缩小。

V/0.16欧姆的MOSFET产品比较

资料来源：东微半导体，本人负责

V的中、低电压MOSFET产品比较

资料来源：东微半导体，本人负责

MOSFET的升级路径：工艺缩减、技术变革、工艺改进、第三代半导体

MOSFET的迭代进度表

工艺缩减：从到年间，MOSFET的制造过程一直在摩尔定律的作用下逐渐减小。从最初的10微米到0.15到0.35微米的生产过程，制造过程不断地重复。

技术变革：MOSFET在器件结构方面发生了3次重大变革：沟槽型、超级结、InsulatedFieldPlates。随着器件结构的不断改变，产品性能在个别技术指标上有了质的飞跃，从而极大地拓展了产品的应用范围。

工艺改进：在相同的设备结构下，通过调整生产过程，使FOM的性能有微小的提高。

材料的迭代式：碳化硅、氮化镓等功率器件的崛起。

随着更多的新型汽车使用碳化硅元件，说明碳化硅取代传统汽车用硅基IGBT的趋势正在逐步显现。特斯拉上海的工厂和比亚迪公司都将SiCMOSFET芯片用作其马达控制的逆变器。丰田，大众，本田，宝马，奥迪等汽车公司也把碳化硅电源设备作为新能源汽车的动力系统的选择。

在国内SiC供应商中，比亚迪已经在新能源汽车的电动机驱动控制器上完成了大量的SiC三相全桥模块的装配。在年，小鹏G9和ET7都是国产汽车的新生力量。国产汽车厂商SiCMOSFET的渗透率预计会加快，而其对SiCMOSFET的需求量也会继续增加。

大陆半导体SiC三代产业链分布