技术前沿：MOSFET和IGBT——从手机到汽车都离不开它

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、直流交流转换等。近年来，随着国民经济的快速发展，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、智能电网、变频家电等诸 多市场，市场规模呈现稳健增长态势。功率半导体可以分为功率 IC 和功率分立器件两大类，其中功率分立器件主要包括 功率二极管、晶闸管、高压晶体管、MOSFET、IGBT 等产品。在功率半导体发展过程 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，超级结 MOSFET 逐步出现， 打破了传统硅基产品的性能限制以满足大功率和高频化的应用需求。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，而功率 MOSFET 特别是超级结 MOSFET、IGBT 等高端分立器件产品由于其技术及工艺的复 杂度，还较大程度上依赖进口，未来进口替代空间巨大。

功率 MOSFET 的技术发展情况

随着社会电气化程度的不断提高，功率器件的性能也需要不断提高以满足更高的 要求。对于功率 MOSFET 而言，技术驱动的性能提升主要包括三个方面：更高的开关 频率、更高的功率密度以及更低的功耗。为了实现更高的性能指标，功率器件主要经 历了工艺进步、器件结构改进与使用宽禁带材料等几个方面的演进。

在制造工艺上， 线宽制程从 10 微米缩减至 0.15-0.35 微米，提升了功率器件的密度、品质因数（FOM） 以及开关效率。在器件结构改进方面，功率器件经历了平面（Planar）、沟槽 （Trench）、超级结（Super Junction）等器件结构的变化，进一步提高了器件的功率 密度和工作频率。

在材料方面，新兴的第三代半导体功率器件采用了碳化硅（SiC）、 氮化镓(GaN)材料，进一步提升了器件的开关特性、降低了功耗，也改善了其高温特性。MOSFET 功率器件的技术的整体演进情况如下表所示：

MOSFET分类

在节能减碳的大趋势下，电源系统正追求小型化，高效化。作为电源系统的核心 器件，功率器件需要提供更快的开关速度与更低的损耗，特别对于大功率工业级的应 用，功率器件的工作效率直接决定了整体系统性能。

高压超级结 MOSFET 

MOSFET 全称金属氧化物半导体场效应管，是一种可以广泛应用于模拟与数字电 路的基础微电子元器件，具有高频、驱动简单、抗击穿性好等特点；其中，高压MOSFET 功率器件通常指工作电压为 400V 以上的 MOSFET 功率器件。高压 MOSFET 功率器件结构通常包括平面型及超级结型。超级结 MOSFET 功率器件通常需要更高的 技术设计能力及工艺制造水平，其能够突破平面型器件的性能局限性，具备更好的静 态和动态特性，可以工作于更大功率的系统之中。

中低压屏蔽栅 MOSFET 

中低压 MOSFET 功率器件通常指工作电压为 10V-300V 之间的 MOSFET 功率器件， 该类器件更加适用于低电压的应用场景，应用于如电动工具、智能机器人、无人机、 新能源汽车电机控制、移动电源、适配器、数码类锂电池保护板等产品中。中低压 MOSFET 功率器件结构通常包括沟槽栅 VDMOS 及屏蔽栅 MOSFET。相比于普通沟槽 栅 VDMOS，屏蔽栅 MOSFET 功率器件结构更复杂，需要更高的技术能力及制造工艺 水平，其能够突破普通沟槽栅 VDMOS 器件的性能瓶颈，具备更好的导通特性，开关 损耗更小且功率密度更高。

超级硅 MOSFET

超级硅 MOSFET 产品是苏州东微半导体自主研发、性能对标氮化镓功率器件产品的高 性能硅基 MOSFET 产品，目前已有 18 种型号进入量产。超级硅 MOSFET 产品 通过调整器件结构、优化制造工艺，突破了传统硅基功率器件的速度瓶颈，在电源应 用中达到了接近氮化镓功率器件开关速度的水平。相较于氮化镓功率器件产品，超级硅 MOSFET 产品采用硅基材料，具有工艺成熟度高、工艺成本低及高可靠性等 技术特点及竞争优势，特别适用于高密度电源系统，如新能源汽车充电桩、通信电源、 工业照明电源、快速充电器、模块转换器、快充超薄类 PC 适配器等领域。

TGBT

IGBT 全称绝缘栅双极晶体管，是由双极型三极管 BJT 和 MOSFET 组成的复合全 控型电压驱动式功率器件。IGBT 利用电导调制效应，相对于 MOSFET 能够承载更高 的电流密度。IGBT 在电路中可以实现直流电和交流电之间的转化或者改变电流的频率， 被广泛应用于逆变和变频等应用领域中。

苏州东微半导体具有独立知识产权的 TGBT 器件结构，是一种区别于国际 主流 IGBT 的创新型器件结构，实现了关键技术参数的大幅优化，目前达到可量产水 平的产品规格共有 18 种，工作电压范围覆盖 600V-1350V，工作电流覆盖 15A-120A。 

 TGBT 系列 IGBT 功率器件已逐渐发展出低导通压降、电机驱动、软恢复二极 管、逆导、高速和超高速等系列。其中，高速系列的开关频率可达 100kHz；低导通压 降系列的导通压降可降低至 1.5V 及以下；超低导通压降系列的导通压降可达 1.2V 以 下；软恢复二极管系列则适用于变频电路及逆变电路；650V 及 1350V 的逆导系列在芯 片内部集成了续流二极管，同时实现了低导通压降与快速开关的特点，适合在高压谐 振电路中使用。 

IGBT 产品在不提高制造难度的前提下提升了功率密度，优化了内部载流 子分布，调整了电场与电荷的分布，同时优化了导通损耗与开关损耗，具有高功率密度、开关损耗低、可靠性高、自保护等特点，特别适用于新能源汽车充电桩、变频器、 逆变器、电机驱动、电焊机、太阳能等领域。

功率 MOSFET 的行业发展趋势 

1）工艺进步、器件结构改进所带来的变化 

采用新型器件结构的高性能 MOSFET 功率器件可以实现更好的性能，从而导致采 用传统技术的功率器件的市场空间被升级替代。造成该等趋势的主要原因是高性能功 率器件的生产工艺不断进行技术演进，当采用新技术的高性能 MOSFET 功率器件生产 工艺演进到成熟稳定的阶段时，就会对现有的功率 MOSFET 进行替代。同时，随着各 个应用领域对性能和效率的要求不断提升，也需要采用更高性能的功率器件以实现产 品升级。因此，高性能 MOSFET 功率器件会不断扩大其应用范围，实现市场的普及。未来的 5 年中会出现新技术不断扩大市场应用领域的趋势。具体而言，沟槽 MOSFET 将替代部分平面 MOSFET；屏蔽栅 MOSFET 将进一步替代沟槽 MOSFET；超级结 MOSFET 将在高压领域替代更多传统的 VDMOS。

 2）第三代半导体材料功率器件的替代趋势 

第三代半导体材料主要为碳化硅和氮化镓，具有禁带宽度大、电子迁移率高、热 导率高的特点，在高温、高压、高功率和高频的领域有机会取代部分硅材料。首先， 由于新能源汽车、5G 等新技术的应用及需求迅速增加，第三代半导体的产业化变得更 加迫切。得益于 SiC MOSFET 在高温下更好的表现， SiC MOSFET 在汽车电控中将逐 步对硅基 IGBT 模块进行替代。根据 Yole 的数据，2019 年应用在新能源汽车的 SiC 器 件市场规模为 2.25 亿美元，预计到 2025 年将增长至 15.53 亿美元，复合增长率为 38%。第三代半导体材料仍然处于产业化起步阶段，国内已发布多个政策积极推进第三代半 导体行业的发展，例如 2019 年国务院发布《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》， 提出要加快培育一批第三代半导体企业。

3）功率器件集成化趋势 

除了 MOSFET 功率器件在结构及工艺方面的优化外，终端领域的高功率密度需求 也带动了功率器件的模块化和集成化。在中大功率应用场景中，客户更倾向于使用大 功率模块。由于大功率模块需要多元件电气互联，同时要考虑高温失效和散热问题， 其封装工艺和结构更复杂；在小功率应用场景中，功率器件被封装到嵌入式封装模块 中来提高集成度从而减小整体方案的体积。目前，工业领域仍是功率模块的主要应用 领域。随着新能源汽车、5G 技术的兴起，功率器件模块化趋势将愈发显著。根据Omdia 预测，2020-2024 年分立器件市场增速为 2.8%，而功率模块市场增速为 9.2%， 高于分立器件市场增速。 

功率半导体市场规模与竞争格局 

根据 Omdia 预测，2019 年全球功率半导体市场规模约为 464 亿美元，预计至 2024 年市场规模将增长至 522 亿美元，2019-2024 的年化复合增长率为 2.4%。

在功率半导体领域，国际厂商优势明显，全球前十大功率半导体公司均为海外厂 商 ， 包 括 英 飞 凌 （ Infineon ） 、 德 州 仪 器 （ Texas Instruments ）、安森美（ ON Semiconductor）、意法半导体（ST Microelectronics）等。行业整体集中度较低，2019 年以销售额计的全球功率半导体龙头企业英飞凌市场份额为 13.49%，前十大企业市场 份额合计为 51.93%。

目前国内功率半导体产业链正在日趋完善，技术也正在取得突破。同时，中国也 是全球最大的功率半导体消费国，2019 年市场规模达到 177 亿美元，增速为-3.3%，占 全球市场比例高达 38%。预计未来中国功率半导体将继续保持平稳增长，2024 年市场 规模有望达到 206 亿美元，2019-2024 年的年化复合增长率达 3.1%。

从中国市场看，我国功率半导体产业仍处于起步阶段。2019 年中国市场销售额前 十的厂商中，仅有吉林华微电子一家中国本土公司。不过，在国内市场需求增长及半 导体产业链整体向国内转移的推动下，我国涌现了部分优秀半导体功率器件企业，如华润微电子、扬杰科技、士兰微、新洁能等。中国功率半导体行业竞争格局如下表所 示：

（5）功率分立器件市场规模

根据 Omdia 数据，2019 年全球功率分立器件市场规模约为 160 亿美元。MOSFET 器件是功率分立器件领域中占比最大的产品，全球市场份额达到 52.51%；IGBT 为第 三大产品，2019 年全球市场份额达到 9.99%。中国市场中，MOSFET、IGBT 占 2019 年中国功率分立器件市场份额分别为 53.98%与 9.77%，总体比例与全球市场的情况基 本一致。MOSFET 主要应用于中小功率场合如电脑电源、家用电器、工业电源、充电 桩等，具有门极输入阻抗高、驱动功率小、电流关断能力强、开关速度快、开关损耗 小等优点。

MOSFET 器件概述 

MOSFET 器件 

MOSFET 全称金属氧化物半导体场效应管，是一种可以广泛使用在模拟与数字电 路的场效应晶体管。MOSFET 器件具有高频、驱动简单、抗击穿性好等特点，应用范 围涵盖通信、消费电子、汽车电子、工业控制、计算机及外设设备、电源管理等多个 领域。2019 年全球 MOSFET 器件市场需求规模达到 84.20 亿美元，受疫情影响，2020 预 计市场规模下降至 73.88 亿美元，但预计未来全球 MOSFET 器件市场将继续保持平稳 回增，2024 年市场规模有望恢复至 77.02 亿美元。

2019 年全球 MOSFET 器件市场中，英飞凌排名第一，市场占有率达到 24.79%， 前十大公司市场占有率达到 74.42%。中国本土企业中，闻泰收购的安世半导体、中国 本土成长起来的华润微电子、扬杰科技进入前十，分别占比 3.93%、3.09%和 1.80%。

超级结 MOSFET 

继二十世纪五十年代起，真空管逐渐被固体器件替代，以硅材料为基础的功率器 件成为研究主流。二十世纪七十年代，用二氧化硅改善双极性晶体管性能的功率 MOSFET 开始出现。随着功率器件在消费、医药、工业、运输业中的广泛应用，能够 降低成本且提高系统效率的高性能功率器件的需求日渐提升。由于 MOSFET 的导通电 阻随着击穿电压的上升而迅速增大，因此在高压领域，普通 MOSFET 导通阻抗大，难 以满足实际应用需要，多次注入的超级结和深槽的超级结 MOSFET 结构由此被提出。

超级结 MOSFET 全称超级结型 MOSFET，是 MOSFET 结构设计的先进技术。该 结构具备更好的导通特性，可以工作于更大的电流条件。通常情况下，高压 VDMOS 采用平面栅结构。由于击穿电压与 N-外延层厚度成正比，因此要获得更高的击穿电压 需要更厚尺寸的外延层和更淡的掺杂浓度，导致其导通电阻和损耗随着外延层厚度增 加而急剧增大，额定电流同步降低。超级结 MOSFET 的漂移区具有多个 P 柱，可以补偿 N 区中的电荷。在器件关断时，N 型外延层和 P 柱相互耗尽，可以在 N 型外延层掺 杂浓度比高压 VDMOS 对应的 N 外延浓度高很多时也可以有较高的耐受电压；在器件 导通时， N 掺杂区作为导通时的电流通路。由此，超级结结构兼具高耐压特性和低电 阻特性。由于超级结 MOSFET 的导通电阻随着击穿电压的增加而线性增加，对于相同 的击穿电压和管芯尺寸，其导通电阻远小于普通高压 VDMOS，因此常用于高能效和 高功率密度的快速开关应用中。 

相较于普通硅基 MOSFET 功率器件，高压超级结 MOSFET 功率器件系更先进、 更适用于大电流环境下的高性能功率器件。随着 5G 通讯、汽车电动化、高性能充电 器等应用领域的发展，高压超级结 MOSFET 将拥有更快的市场增速。根据 Omdia 和 Yole 的统计及预测， 2020 年与 2025 年硅基 MOSFET 的晶圆月出货量（折合 8 英寸） 分别为 59.7 万片与 73.9 万片，年均复合增长为 4.3%。其中，超级结 MOSFET 由 23.8 万片增长至 35.1 万片，年均复合增长率为 8.1%，增长速度约为普通硅基 MOSFET 功 率器件的两倍左右。

IGBT 器件概述 

IGBT 全称绝缘栅双极晶体管，是由双极型三极管 BJT 和 MOSFET 组成的复合全 控型电压驱动式功率器件。IGBT 具有电导调制能力，相对于 MOSFET 和双极晶体管 具有较强的正向电流传导密度和低通态压降。IGBT 被广泛应用于逆变器、变频器、开 关电源、照明电路、牵引传动等领域。随着新能源汽车、通信、计算机、消费电子、汽车电子、航空航天、国防军工等 应用需求增长，全球 IGBT 分立器件市场将持续扩大。根据 Omdia 的统计，2019 年市 场规模为 16.03 亿美元，2017-2019 年复合年均增长率为 11.73%，2024 年市场规模有 望达到 16.82 亿美元。

2019 年全球 IGBT 分立器件领域中，英飞凌销售额排名第一，市占率高达 30.22%， 前十大公司合计占比达到 75.42%，中国厂商中，吉林华微电子进入前十，市占率为 2.41%。

除了 IGBT 分立器件外，IGBT 模块为另一重要产品类型。2019 年，全球整体 IGBT 的市场规模为 60.66 亿美元，中国 IGBT 市场规模为 23.98 亿美元。具体如下图 所示：

功率器件应用发展机遇 

受益于新能源汽车和 5G 产业的高速发展，充电桩、5G 通讯基站及车规级等市场 对于高性能功率器件的需求将不断增加，高压超级结 MOSFET 为代表的高性能产品在 功率器件领域的市场份额以及重要性将不断提升。 

1、充电桩 

（1）发展机遇 

2020 年，充电桩被列入国家七大“新基建”领域之一。2020 年 5 月两会期间， 《政府工作报告》中强调“建设充电桩，推广新能源汽车，激发新消费需求、助力产 业升级”。公安部交通管理局公布数据显示，截至 2020 年 6 月新能源汽车保有量有 417 万辆，与 2019 年年底相比增加 36 万辆，增长率达到 9.45%。伴随新能源汽车保有 量的高速增长，新能源充电桩作为配套基础设施亦实现了快速增长，截止 2019 年 12 月，全国充电基础设施累计数量为 121.9 万个，其中公共桩 51.6 万个，私人桩 70.3 万 个，充电场站建设数量达到 3.6 万座。公共充电桩由政府机关等具有公共服务性质的 机构置办，服务对象面向所有电动汽车车主。2015 年至 2019 年，全国公共充电桩的 数量由 5.8 万个增长至 51.6 万个，复合年增长率达到了 72.9%。 

近几年来，我国充电站同样有快速发展，充电站保有量已由 2015 年 1,069 座增加 到 2019 年的 35,849 座，复合年增长率为 140.64%。充电站密度越来越高，电动汽车车 主充电便利性也得到了大幅改善。

“新基建”对充电桩的建设驱动主要在以下几方面：① 驱动公共桩建设提质且区 域均衡发展，直流桩占比将持续提升，省份间差异有望缩小。② 推动优质场站建设， 完善配套设施申报流程办理。③ 推动小区、商场等停车位充电桩建设。④ 促进对运营 商的建设与充电运营流程支持。 

（2）超级结 MOSFET 功率器件迎来快速发展机遇 

充电桩按充电能力分类，以处理不同的用例场景。公共充电桩包括交流桩和直流 桩，交流充电桩需要借助车载充电机，充电速度较慢，一辆纯电动汽车（普通电池容 量）完全放电后通过交流充电桩充满通常需要 8 个小时。直流充电桩俗称“快充”， 固定安装在电动汽车外，与交流电网连接，通常仅需要不到 2-3 小时即可将一辆纯电 动汽车电池充满。

目前我国公共交流桩主要分为单相交流桩和三相交流桩。单相交流桩的建设更广 泛，对应的充电功率分为 3.5kW 和 7kW，其中，公共交流桩充电功率以 7kW 为主。三相交流桩的主要功率为 21kW、40kW 和 80kW，但整体数量较少。从 2016-2019 年 新增公共交流桩平均功率来看，平均功率基本保持在 8.7kW 上下。高端三相交流桩主 要使用三相维也纳输入整流器（Power Factor Correction ，“PFC”），其中部分功率 器件的领先解决方案使用了超级结 MOSFET。

公共直流充电桩一般输入电压为 380V。根据 2016-2019 年新增公共直流桩平均功 率数据，公共直流桩充电功率在逐渐提高。其中 2017 年上涨幅度最大，从 69.23kW 提 高到 91.65kW，而到了 2019 年虽然维持上涨趋势，但由于目前市场的公共直流桩充电 功率已经基本上能够满足电动汽车的充电需求，故 2019 年新增公共直流桩平均充电功 率小幅提高，达到 115.76kW。预计未来新增的公共直流桩充电功率普遍在 120kW 左 右。 

在公共直流充电桩所需的工作功率和电流要求下，其采用的功率器件以高压 MOSFET 为主。超级结 MOSFET 因其更低的导通损耗和开关损耗、高可靠性、高功率 密度成为主流的充电桩功率器件应用产品，具体应用于充电桩的功率因数校正（Power Factor Correction，“PFC”）、直流-直流变换器以及辅助电源模块等。超级结 MOSFET 将充分受益于充电桩的快速建设。据英飞凌统计，100kW 的充电桩需要功率 器件价值量在 200-300 美元，预计随着充电桩的不断建设，功率器件尤其是超级结 MOSFET 将迎来高速发展机遇。

5G 基站 

（1）5G 建设规模 

2020 年 12 月 15 日在 2021 中国信通院 ICT+深度观察报告会上，工业和信息化部 发言人指出，中国已累计建成 5G 基站 71.8 万个，推动共建共享 5G 基站 33 万个。2020 年 12 月 28 日，工信部部长肖亚庆在 2021 年全国工业和信息化工作会议上表示， 2021 年将有序推进 5G 网络建设及应用，加快主要城市 5G 覆盖，推进共建共享，新建 5G 基站 60 万个以上。

（2）5G 基站拉动功率半导体需求

 5G 建设将从四个方面拉动功率半导体需求，包括：1）5G 基站功率更高、建设更 为密集，带来更大的电源供应需求；2）射频端功率半导体用量提升；3）雾计算为功 率半导体带来增量市场；以及 4）云计算拉动计算用功率半导体用量。

 ① 5G 基站带来更多的电源供应需求。

 根据华为官网公布的数据显示，4G 基站所需功率为 6.877kW，而 5G 基站所需功 率为 11.577kW，提升幅度达到 68%。对于多通道基站，功率要求甚至可能达到 20kW。更高的覆盖密度、更大的功率需求对 MOSFET 等功率器件产生了更大的需求。

基站数量方面，5G 通信频谱分布在高频段，信号衰减更快，覆盖能力大幅减弱， 相比于 4G，通信信号覆盖相同的区域，5G 基站的数量将大幅增加。根据新 PCB 产业 研究所调查，目前 4G 基站的分布密度为密集城市中心区域 500 米/个，郊区 1,500 米/ 个，农村 5,000 米/个。5G 覆盖城市中心区域大约需要 250 米/个，郊区 750 米/个，农 村 2,000 米/个，总体基站数量需求是 4G 的 2-3 倍。

 ② Massive MIMO 技术的采用使得基站射频端需要 4 倍于原来的功率半导体。

MIMO 即多进多出，指在发送端和接收端都使用多根天线、在收发之间构成多个 信道的天线系统，可以极大地提高信道容量。Massive MIMO 即大规模天线，可以在 不增加频谱资源和天线发送功率的情况下，提升系统信道容量和信号覆盖范围。数量 上，传统网络天线的通道数为 2/4/8 个，而 Massive MIMO 通道数可以达到 64/128/256 个。信号覆盖维度上，传统 MIMO 为 2D 覆盖，信号只能在水平方向移动，不能在垂 直方向移动，类似与平面发射。而 Massive MIMO 的信号辐射状是电磁波束，可以利 用垂直维度空域。5G 网络主要部署在高频频段，即毫米波频段（mmWave）。因接收功率与波长的 平方成正比，毫米波的信号衰减严重，而发射功率又受到限制，所以 5G 网络部署需 要增加发射天线和接收天线的数量，使用 Massive MIMO 技术。

根据英飞凌的统计，传统 MIMO 天线需要的功率半导体价值大约为 25 美元，而过渡为 Massvie MIMO 天线 阵列后，所需的 MOSFET 等功率半导体价值增加至 100 美元，达到原来的 4 倍。

③ 雾计算中心的出现带来全新增量市场。 

与云计算相比，雾计算所采用的架构呈分布式，更接近网络边缘。雾计算将数据、 数据处理和应用程序集中在网络边缘的设备中，数据的存储及处理更依赖本地设备， 本地运算设备的增加带动 MOSFET 用量提升。

 ④ 5G 时代数据量大幅增加，云计算中心扩容带动功率半导体用量提升。

 一方面，5G 具备更高的速率，其理论上能提供最高 10Gbps 的峰值传输速率，相 比于 4G 100Mbps 的峰值速率提升了 100 倍，使得蜂窝网络传输承载的数据量变大。

 另一方面，5G 大连接的特性推动了物联网行业的发展，众多物联网终端均是数据的提 供者。数据量的快速提升创造了巨大的数据运算需求，推动了云计算中心的扩容，整 体运算功率提升，增加了 MOSFET 等功率半导体的应用需求。 

综上所述，5G 通信基站建设将带来巨大的功率半导体需求，主要驱动力来自于基 站密集度和功率要求、Massive MIMO 射频天线、雾运算和云计算的需求提升。 

（3）超级结 MOSFET 可更好地满足 5G 基站需求 

5G 通讯电源需满足更大的输出功率和更高效率。对于开关电源来说，能否高效输 出更大功率，决定因素在于能否降低功率变换产生的损耗。依据拓扑的不同，功率器 件的损耗约占总损耗的 30%~80%，因此降低功率器件的损耗对于提高输出功率、提高 效率具有决定性意义。对于开关电源中常用的功率器件 MOSFET，其损耗包括开关损 耗和导通损耗，只有将开关损耗和导通损耗两者都降低才可以降低器件的整体损耗。 

与传统 MOSFET 技术相比，采用电荷平衡理论的超级结 MOSFET 功率器件能够 显著降低高电压下 MOSFET 单位面积的导通电阻。由于导通损耗与导通电阻成正比， 超级结器件在导通损耗方面具有很大的优势；同时，开关时间越短，开关过程的能量 损耗就越低。超级结 MOSFET 拥有极低的 FOM 值，从而拥有极低的开关能量损耗和 驱动能量损耗。因此，超级结 MOSFET 可以更好地满足 5G 基站建设需求。 

3、车规级应用 

（1）新能源汽车市场规模

新能源汽车具有成本、效率和环保等优势。随着产业链逐步成熟、消费者认知度 提高、产品多元化以及使用环境的优化和改进，新能源汽车越来越受到消费者的认可， 预计未来新能源汽车的渗透率将不断提高。

 2016 年-2032 年新能源车渗透率

与传统内燃机汽车相比，包括了轻度混合动力汽车、插电式混合动力汽车和纯电 动汽车的新能源车型的渗透率增长迅速。2023 年新能源车产量将超过新车总产量的 25%，到 2027 年这一比例将提高到 50%以上。2020 年，中国新能源汽车销量为 136.7 万辆，同比增长 10.9%，其中纯电动汽车销量达到 111.5 万辆，同比增长 11.6%；插电 式混合动力汽车销量为 25.1 万辆，同比增长 8.4%。2020 年 11 月国务院印发《新能源汽车产业发展规划（2021-2035 年）》，提出 2025 年新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的 20%左右，年总销量将达到 500-600 万辆。以 2025 年年总销量 600 万辆测算，未来 5 年新能源汽车新车销售复合 年均增长率为 34%左右。 

（2）车规级功率半导体 

随着汽车电动化、智能化、网联化的变动趋势，新能源汽车对能量转换的需求不 断增强，汽车电子将迎来结构性变革，推动车规级功率器件发展。

在传统燃料汽车中，汽车电子主要分布于动力传动系统、车身、安全、娱乐等子 系统中。对于新能源汽车而言，汽车不再使用汽油发动机、油箱或变速器，而由“三 电系统”即电池、电机、电控系统取而代之。为实现能量转换及传输，新能源汽车中 新增了电机控制系统、DC/DC 模块、高压辅助驱动、车载充电系统 OBC、电源管理 IC 等部件，其中的功率半导体含量大大增加。从半导体种类上看，汽车半导体可大致 分为功率半导体（IGBT 和 MOSFET 等）、MCU、传感器及其他等元器件。

根据 Strategy Analytics 分析，传统燃料汽车中功率半导体芯片的占比仅为 21.0%，而纯电动 汽车中功率半导体芯片的占比高达 55%。相较于燃料汽车，电动车功率器件对工作电流和电压有更高要求。新增需求主要 来自以下几个方面：逆变器中的 IGBT 模块、DC/DC 中的高压 MOSFET、辅助电器中 的 IGBT 分立器件、OBC 中的超级结 MOSFET。功率半导体是新能源汽车价值量提升 最多的部分，需求端主要为 IGBT、MOSFET 及多个 IGBT 集成的 IPM 模块等产品。

行业竞争状况

根据 Omdia 统计报告，2019 年全球 MOSFET 销售额为 84.20 亿美元。2019 年中国本土领先功率半导体厂商 MOSFET 全球销售收入如下图所 示：

（1）高压超级结 MOSFET 市场

 1）市场规模与发展趋势 

根据 Omdia，2020 年度全球高压超级结 MOSFET 产品的市场规模为 9.4 亿美元， 并将于 2024 年达到 10.0 亿美元。采用超级结结构的高压 MOSFET 相对于普通高压 MOSFET 具有更高的成长性，预计在高压 MOSFET 市场的占比将持续提升，主要系下 游应用领域推动技术发展以及行业生态不断向更高性能的产品演进所致。根据 Omdia，2020 年度中国高压 MOSFET 的市场规模占全球高压 MOSFET 市场 的比例为 44.4%。采用该比例进行估算，2020 年度中国高压超级结 MOSFET 的市场规 模约为 4.2 亿美元，2024 年度中国高压超级结 MOSFET 的市场规模约为 4.4 亿美元。

2）高压超级结细分市场竞争格局 与 MOSFET 器件的整体竞争格局相似，高压超级结细分市场主要被海外厂商占据， 包 括 英 飞 凌 （ Infineon ） 、 德 州 仪 器 （ Texas Instruments ） 、 安 森 美 （ ON Semiconductor）、意法半导体（ST Microelectronics）等国际功率半导体厂商占据了主 要的市场份额。因此，在高压超级结细分市场中，中国厂商仍处于追赶阶段，市场份 额占比较小。

（2）中低压 MOSFET 市场

市场规模与发展趋势 

根据 Omdia，2020 年度，全球中低压 MOSFET 产品的市场规模为 52.4 亿美元， 2024 年的市场规模预计为 49.2 亿美元；中国中低压 MOSFET 产品的市场规模为 24.1 亿美元， 2024 年的市场规模预计为 21.2 亿美元。 

苏州东微半导体2020 年度中低压屏蔽栅产品的销售收入 0.6 亿元，约占 2020 年全球中低压MOSFET 产品市场规模的 0.2%，占 2020 年中国中低压 MOSFET 产品市场规模的 0.4%。同时根据公开数据查询，2019 年，新洁能实现 1.8 亿元的中低压屏蔽栅产品销售， 约占 2019 年全球中低压 MOSFET 产品市场的 0.5%，占 2019 年中国中低压 MOSFET 产品市场的 1.1%。