集成電路-MOSFET

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MOSFET中文全稱為金屬氧化物場效應電晶體,是一種特別的半導體功率器件,他既可以單獨作為一個獨立的元器件在電路中發揮作用。同時,如果大量的MOSFET按照一定關係組合在一起,就可以形成所謂的「門電路」系統,具備邏輯計算能力,是電腦CPU、手機晶片等的重要組成部分。是迄今為止,最為成功、應用最為廣泛、製造數量最大的的半導體電晶體,幾乎所有的電子電器設備都離不開MOSFET。此時,不論您是通過手機還是電腦閱讀本文,設備里至少存在了以十億為計量單位數量的MOSFET。

集成電路-MOSFET

MOSFET是主動型功率器件,即可以人為控制其開/關狀態,實現電路的連通和關斷。相比在電路中始終處於不可控的關斷狀態的傳統二極電晶體,MOSFET的開/關可控並不是簡單的功能提升,而是一個革命性的飛躍。

MOSFET原理最早被提出是在20世紀的30年代,1959年貝爾實驗室埃及裔科學家馬丁阿塔拉博士基於此原理,第一次通過在矽片晶圓上培養出二氧化矽表層發明了MOSFET。而且這個方法成本低、製造方法非常簡單,也為日後的大規模集成電路出現打開了大門。MOSFET的出現宣告了數字電路技術對模擬電路技術的超越,在電路中實現了「0或1」的輸出,這也就是MOSFET具備二進位邏輯運算功能的最基本原理,因此奠定了當今資訊時代的基石。

集成電路-MOSFET

衡量MOSFET性能的指標主要是三項,即開關頻率、輸出功率和功耗,業界始終在努力追求MOSFET的製程工藝更小、製造成本更低、開關頻率更快、輸出功率更大、驅動功耗更小。目前MOSFET的產品在矽片晶圓材料上的潛力幾乎已經發展到了極限,各大廠商都在向第三代寬禁帶材料SiC碳化矽、GaN氮化鎵上邁進。同IGBT產品一樣,目前全球MOSFET市場基本都美日歐大廠壟斷,中國市場也不例外,特別是高端產品,幾乎全是海外廠商的天下。行業龍頭為英飛凌,安森美、東芝、意法半導體、瑞薩前五大廠商的全球份額占比就超過了60%,被聞泰科技(600745)全資收購的NEX安世半導體憑藉在汽車MOSFET上的實力,躋身前十大。

國產MOSFET廠商雖然差距較大,但也在努力追趕中,實力較強的有士蘭微(600460)、華潤微(688396)、華微電子(600360)、新潔能(605111)、捷捷微電(300623)等。其中,華潤微是在國內最具競爭實力的綜合功率器件IDM廠商;華微電子的實力僅次於華潤微;新潔能則是國內率先掌握超結技術,並量產SGT MOSFET及超結功率MOSFET的Fabless企業之一。MOSFET是工藝比較先進的功率器件,國內能提供代工的廠商只有華虹(01347HK)、華潤上華、中芯系的企業。這些企業都是國產功率半導體「國產替代」的關鍵,可以重點關注。

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來源:kknews集成電路-MOSFET