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半导体分立器件有哪些?

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2019年07月11日提问
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    蔡志濠 蔡志濠 的回答 2019-07-11 17:12
    分立器件主要包括功率二极管、功率三极管、晶闸管、MOSFET、IGBT等半导体功率器件产品;其中,MOSFET和IGBT属于电压控制型开关器件,相比于功率三极管、晶闸管等电流控制型开关器件,具有易于驱动、开关速度快、损耗低等特点。

    在分立器件发展过程中,20世纪50年代,功率二极管、功率三极管面世并应用于工业和电力系统;20世纪60至70年代,晶闸管等半导体功率器件快速发展;20世纪70年代末,平面型功率MOSFET发展起来;20世纪80年代后期,沟槽型功率MOSFET和IGBT逐步面世,半导体功率器件正式进入电子应用时代;20世纪90年代,超结MOSFET逐步出现,打破传统"硅限"以满足大功率和高频化的应用需求;2008年,英飞凌(Infineon)率先推出屏蔽栅功率MOSFET,半导体功率器件的性能进一步提升。

    当前半导体分立器件产业正在发生深刻的变革,其中新材料成为产业新的发展重心。以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等材料为代表的新材料半导体因其宽禁带、高饱和漂移速度、高临界击穿电场等优异的性能而受到行业关注,有望成为新型的半导体材料。SiC、GaN等半导体材料属于新兴领域,具有极强的应用战略性和前瞻性。目前美欧、日韩及台湾等地区已经实现SiC、GaN等新材料半导体功率器件的量产。

    对国内市场而言,功率二极管、功率三极管、晶闸管等分立器件产品大部分已实现国产化,而MOSFET、IGBT等分立器件产品由于其技术及工艺的先进性,还较大程度上依赖进口,未来进口替代空间巨大。不过,国内行业内企业通过多年的技术和资本积累,依托国家产业政策的重点扶持,也已开始布局新型半导体材料领域。

    半导体分立器件是电力电子产品的基础之一,也是构成电力电子变化装置的核心器件之一,主要用于电力电子设备的整流、稳压、开关、混频等,具有应用范围广、用量大等特点,在消费电子、汽车电子、电子仪器仪表、工业及自动控制、计算机及周边设备、网络通讯等众多国民经济领域均有广泛的应用。从细分市场来看,半导体分立器件受益于智能制造、电力改造、电子通讯升级、互联网等普及的趋势,其市场也逐步向高端推进。近年来,受益于国际电子制造产业的转移,以及下游行业需求的拉动,我国半导体分立器件行业保持了较快的发展态势。 

    据国家统计局规模以上工业统计数据显示,近几年来,分立器件行业规模以上企业主营业务收入占半导体行业规模以上企业主营业务收入的比重维持在22%-25%之间。 据中国半导体行业协会统计数据显示,2017年,我国半导体分立器件全年销售规模已达2473.9亿元,较2016年增长10.60%。据前瞻测算,2018年全年,我国半导体分立器件行业销售额达到2669.3亿元。

    下游市场需求直接拉动了半导体分立器件的生产规模。改革开放以来,特别是进入21世纪后,我国半导体分立器件行业内企业不断增加,分立器件的产量随之攀升;2011年,我国半导体分立器件的整体生产规模为4134.1亿只,至2017年增长至7301.5亿只,年均复合增长率达到9.94%。据前瞻测算,2018年全年,半导体分立器件行业生产规模达到7754.9亿只。


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