這種先進MOSFET在中國前途無量？_風聞

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來源：內容由半導體行業觀察（ID：icbank）原創，作者：暢秋，謝謝。

本週，一則新聞引起了一些波瀾，本土功率器件企業捷捷微電總經理孫閆濤表示，該公司在MOSFET SGT技術方面具有一定優勢，國內比捷捷微電做MOSFET早的企業有很多，但是要想做好SGT，友商的能力還有待於提高。

近些年，作為MOSFET的新技術，SGT受到越來越多中國本土廠商的重視，投入的財力和資源也不少。而從整個產業角度來看，全球範圍內，在中低壓MOSFET領域，SGT也屬於前沿的功率器件技術，做得最好的當屬英飛凌等國際功率半導體大廠。

下面，先簡單介紹一下MOSFET SGT及其優勢。

雖然現在IGBT很火熱，相對於MOSFET也屬於高端功率器件，但在廣大的中低壓應用當中，無論是消費類電子，還是家電，或是嵌入式系統和工業領域，MOSFET依然佔據着巨大的市場份額。因此，國內外諸多廠商依然在相應的新技術研發上不斷加大着投入。

MOSFET的主要特點是輸入阻抗高、控制功率小、開關速度快、開關損耗小，在高頻率、中小功率應用領域（電壓600V以下）應用最為廣泛，特別是在消費類電子應用最多。

MOSFET大致可以分為以下幾類：平面型MOSFET；Trench MOSFET，即溝槽型MOSFET，主要用於低壓（100V）領域；SGT（Shielded Gate Transistor，屏蔽柵溝槽）MOSFET，主要用於中低壓（200V）領域；SJ-MOSFET，即超結MOSFET，主要在高壓（600V-800V）領域應用。

SGT工藝比普通溝槽簡單，開關損耗小。再加上SGT比普通溝槽工藝挖掘深度深3-5倍，可以橫向使用更多的外延體積來阻止電壓，這也使得SGT的內阻比普通MOSFET低2倍以上。

SGT技術通過減小場效應晶體管的寄生電容及導通電阻，提升了芯片性能，減小了芯片面積，與傳統溝槽型場效應管相比，在同一功耗下可將芯片面積減少40%，甚至更多。獨特的器件結構和掩膜版圖設計提升了產品的耐用度，獨特的工藝流程設計則減少了工藝步驟和掩膜板的數量，從而降低了生產成本，使產品在價格上更有競爭力。

採用SGT技術製造的MOSFET，與普通的溝槽型MOSFET和平面MOSFET相比，在功率密度上佔有很大優勢。由於SGT MOSFET具有較深的溝槽深度，可以利用更多的硅體積來吸收EAS能量。所以SGT在雪崩時可以做得更好，更能承受雪崩擊穿和浪湧電流。

中國本土玩家

2010年之後，隨着手機快充、電動汽車、無刷電機和鋰電池的興起，對中壓MOSFET的需求越來越大，中壓功率器件開始蓬勃發展，到現在其市場規模比高壓還要大，僅次於低壓。而SGT MOSFET正是中壓的代表。

然而，包括SGT在內的MOSFET市場主要由國外大廠把持着，如行業龍頭英飛凌，以及安森美半導體、瑞薩、東芝、意法半導體、ROHM、威世等。

與此同時，依託於本土龐大的市場，中國大陸一批功率半導體廠商也在奮起直追，MOSFET就是其中的一項，而國產器件在中低壓領域替換進口品牌潛力最大，且部分國產、如士蘭、華潤微、吉林華微等都已經做出了一番成績。

聞泰科技收購安世半導體之後，成為了國內功率半導體的先鋒企業。安世半導體的車用中低壓MOSFET質量全球領先，是博世、大陸等一線廠商的主要供貨商，不僅如此，其MOSFET在消費、通訊領域同樣得到廣泛應用。這些都是SGT的關鍵應用領域。

作為中國大陸地區的主要晶圓代工企業，華潤微電子和華虹半導體的MOSFET收入和技術水平也在國內功率半導體企業中名列前茅。

其中，華潤微電子的MOSFET產品在國內具備較強競爭實力，是華潤微最主要的產品，其耐壓範圍很寬（ -100V-1500V），而且種類多樣，不過，該公司的MOSFET是以Trench-MOS和SJ-MOSFET等為主。

華微電子是一家位於吉林的功率半導體IDM，是中國第二大功率半導體企業，MOSFET 收入佔比接近50%。

**揚傑科技：**該公司自主設計研發的8英寸超高密度溝槽功率MOSFET產品已實現量產，多款8英寸中低壓MOSFET產品研發成功。

**新潔能：**這是一家Fabless企業，主營業務為MOSFET、IGBT等功率器件，是國內率先掌握超結理論技術，並量產SGT MOSFET及超結功率MOSFET的企業之一，是國內最早同時擁有溝槽型功率MOSFET、超結功率MOSFET、SGT MOSFET產品平台的本土企業。

**捷捷微電：**該公司主營產品為各類電力電子器件和芯片，分別為：晶閘管、防護類器件、二極管（包括整流二極管、快恢復二極管、肖特基二極管等）、厚膜組件、晶體管、MOSFET、碳化硅器件等。

技術迭代

捷捷微電的孫閆濤認為，SGT MOSFET在5年內不會被其他產品取代，未來會有一些技術迭代的情況出現，迭代是結合封裝技術和芯片技術的持續進步及有效匹配。

除了芯片本身技術的研發和迭代之外，封裝技術的進步對於SGT，例如150V和200V的SGT MOSFET進步來説，會起到很重要的作用，如用DFN5x6封裝的150V MOSFET，可以將內阻做到小於8毫歐，用TO-220封裝的200V MOSFET小於9毫歐的水平。

除了外部封裝，基於電子製造對MOSFET需求的變化，內部封裝技術也在不斷改進，主要體現在三個方面：改進封裝內部的互連技術，增加漏極散熱板，改變熱傳導方向。這些對於SGT技術的發展至關重要。

TO、D-PAK、SOT、SOP等採用焊線式的內部互連封裝技術，當CPU或GPU供電發展到低電壓、大電流時代，焊線式的SO-8封裝就受到了封裝電阻、封裝電感、PN結到PCB和外殼熱阻等因素的限制。

這四種限制對其電學和熱學性能有着極大的影響。隨着電流密度的提高，MOSFET廠商在採用SO-8尺寸規格時，同步對焊線互連形式進行了改進，用金屬帶、或金屬夾板代替焊線，以降低封裝電阻、電感和熱阻。

總體來講，隨着電子製造業朝着超薄、小型化、低電壓、大電流方向發展，MOSFET的外形及內部封裝結構也會隨之改變，以更好適應製造業的發展需求。另外，為降低電子製造商的選用門檻，MOSFET向模塊化、系統級封裝方向發展的趨勢也將越來越明顯，產品將從性能、成本等多維度協調發展。

而封裝作為SGT MOSFET選型的重要參考因素，不同的電子產品有不同的電性要求，不同的安裝環境也需要與之匹配的尺寸規格。

再者，要想創新，就要具備定製化SGT產品的能力，不同的應用領域，需要採用不同的SGT技術和製作工藝。芯片製造廠不同，工藝平台、設備和對應的SGT產品也會有差異，原材料外延層也是不同的，需要定製。

市場動向

從應用層面講，我國企業在市場空間較大、下游應用較分散、進入門檻較低的晶閘管、MOSFET領域佈局已久。目前，我國企業在消費電子、白色家電、工業控制、新能源領域有所突破，但真正進入高端車用領域的MOSFET企業較少。

市場研究機構Yole Développement表示，未來5年內，MOSFET市場將會出現三個明顯的變化：一是Trench MOSFET將從中端下移至中低端，替代部分Planar MOSFET的低端市場，二是SGT等先進技術將下移至中端，替代Trench MOSFET在低壓領域的中端市場。

在這種市場發展趨勢的推動下，企業的發展策略和規劃必須跟進，需要向更高水平的方向邁進。以華虹宏力在MOSFET方面的佈局為例，該公司已經將功率器件產能從低端MOSFET轉向高端的SGT和SJ-MOSFET。通過調整，儘量遠離競爭激烈、價格低的普通MOSFET紅海市場。

而隨着5G、AI、EV（電動汽車）等應用市場的發展，高端MOSFET、IGBT、SiC及GaN的需求也在快速增長，很多功率半導體廠商開始佈局高功率密度、低內阻的SGT MOSFET，而已有市場與新興市場對SGT的需求還將持續增長。

目前，國外品牌已經逐漸退出中國低端MOSFET市場，主要原因是國產品牌的競爭壓力所致。與前些年相比，我國的功率器件廠商在規模和性能方面有了較大進步，再加上成本優勢，外商很難在中低端MOSFET市場上與國產品牌競爭。

例如，中國每年生產2000-3000萬輛電動自行車，而這些電動自行車的控制器對低壓MOSFET的需求量非常大。此前，該領域主要使用進口品牌的MOSFET，但近幾年來，國產品牌快速崛起，逐漸控制了市場，現在，控制器廠商已經很少使用進口中低壓MOSFET了。

這樣，隨着市場高端MOSFET的逐步下沉，以及各大功率半導體廠商向高端產品研發邁進，中國本土SGT MOSFET具有廣闊的發展空間。