来源：内容来自「钜亨网」，谢谢。
功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心，主要用于改变电子装置中电压和频率，及直流交流转换等。只要在拥有电流电压及相位转换的电路系统中，都会用到功率零组件。基本上，功率半导体大致可分为功率离散元件 (Power Discrete) 与功率积体电路 (Power IC) 二大类，其中，功率离散元件产品包括 MOSFET、二极体，及 IGBT，当中又以 MOSFET 与 IGBT 最为重要。MOSFET、IGBT 主要用于将发电设备所产生电压和频率杂乱不一的电流，透过 一系列的转换调製变成拥有特定电能参数的电流，以供应各类终端电子设备，成为电子电力变化装置的核心元件之一。而全球功率半导体市场中，用于工业控制比重最高，达 34%，其次是汽车及通讯领域各占 23%，消费电子则占 20%。近年来，功率半导体的应用领域已从工业控制和消费电子拓展至新能源、轨道交通、智慧电网、变频家电等市场，整体市场规模呈现稳定成长趋势。根据 IHS Markit 预测，2018 年全球功率元件市场规模约为 391 亿美元，预估至 2021 年市场规模将上升至 441 亿美元，年複合成长率为 4.1%。而 IC Insights 则指出在各类半导体功率元件中，未来最看好的产品将是 MOSFET 与 IGBT 模组。MOSFET 是一种可以广泛使用在类比电路与数位电路的场效电晶体，具有导通电阻小，损耗低，驱动电路简单，热阻特性佳等优点，特别适合用于 PC、手机、行动电源、车载导航、电动交通工具、UPS 电源等电源控制领域。而 2016 年，全球 MOSFET 市场规模达 62 亿美元，预估到 2022 年，全球 MOSFET 市场规模将接近 75 亿美元，而这之间年複合增长率将达 3.4%。至于 IGBT 则是由双载子接面电晶体 (BJT) 和 MOSFET 组成的複合式半导体功率元件。兼有 MOSFET 的高输入阻抗和 BJT 的低导通电阻两方面的优点。IGBT 驱动功率小，非常适合应用于直流电压为 600V 及以上的变流系统，如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等。 资料来源: IHS,二级体、MOSFET 和 IGBT 产值(亿美元)随着消费者对于充电效率的要求逐渐提升，手机充电出现快充模式，意即透过提高电压来达到高电流、高功率充电，但高电压存在安全隐忧，需要加入整流的 MOSFET 来调整。而后来出现较为安全的闪充模式，主要是透过低电压、高电流来实现高速充电，这对同步整流 MOSFET 的要求更高。另一方面，则是汽车产业的变化，目前汽车产业发展已从传统汽车朝向电动车前进。而汽车电子化程度的提升，最大受惠者就属功率半导体。传统燃油汽车中，功率半导体主要用在启动、停止和安全等领域，比重只有 20%。依照传统汽车中，以半导体单车价值 350 美元计算，功率元件价值约在 70 美元。但进入到电动车世代，其电池动力模组要用大量的电力设备，电力设备中都含有功率半导体，溷合动力汽车的功率元件比重 40%，纯电动汽车的功率元件比重达 55%。依照纯电动汽车半导体单车价值 750 美元计算，功率半导体价值约在 413 美元，是传统汽车约 6 倍。
MOSFET 市场主要由英飞凌佔据，根据 IHS 统计指出，英飞凌市占高达 27%，排名第二为安森美，市占率 13%，第三则是瑞萨的 9%。而在价值含量高的高压 MOSFET 领域中，英飞凌更是以 36% 的市占率大幅领先所有竞者对手，意法半导体与东芝则以市占 19% 及 11% 分居二、三名。 至于在 IGBT 市场中，则是由英飞凌，三菱和富士电机处于领先位置，安森美则主攻在低压的消费电子产业，电压在 600V 以下。而中高压 1700V 以上领域，则是应用在高铁，汽车电子，智慧电网等，基本被英飞凌、ABB 和三菱垄断。
MOSFET 依内部结构不同，可达到的电流也不同，一般大到上 KA 也是可行，但 MOSFET 耐电压能力没有 IGBT 强。而 MOSFET 优势在于可以适用高频领域，MOSFET 工作频率可以适用在从几百 KHZ 到几十 MHZ 的射频产品。而 IGBT 到达 100KHZ 几乎是最佳工作极限。最后，若当电子元件需要进行高速开关动作，MOSFET 则有绝对的优势，主要在于 IGBT 因有整合 BJT，而 BJT 本身存在电荷存储时间问题，也就是在 OFF 时需耗费较长时间，导致无法进行高速开关动作。所以综合来看，MOSFET 适用在携带型的充电电池领域，或是行动装置中。至于 IGBT 则适用在高电压、大功率的设备，如电动马达、汽车动力电池等。
今天是《半导体行业观察》为您分享的第2208期内容，欢迎关注。
