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内容标题:功率半导体分立器件
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功率半导体分立器件
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行业定义
功率半导体分立器件是指被规定完成某种基本功能,并且本身在功能上不能再细分的半导体器件。功率半导体分立器件是半导体器件的重要组成部分,是电力电子应用装备的基础及核心器件,主要起功率控制、功率放大、功率开关、线路保护和整流等作用,保障电能运行更加安全、可靠、高效和经济。功率半导体分立器件的应用十分广泛,几乎覆盖所有的电子制造业,传统应用领域包括消费电子、网络通信、工业控制等,近年来,新能源汽车及充电系统、轨道交通、智能电网、新能源发电、航空航天及武器装备等也逐渐成为功率半导体分立器件的新兴应用领域。
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行业分类
按照控制电路信号对器件的控制程度,功率半导体分立器件可分为不可控型、半控型和全控型。按照器件结构,功率半导体分立器件可分为肖特基二极管、金属-氧化物半导体场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管、快速晶闸管和其他结构类型功率半导体分立器件。
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行业特征
从产品设计角度看,为了满足现代电子设备对于高性能、小型化、高效能、可靠性的需求,功率半导体分立器件模块化与集成化趋势将愈发显著。从认证周期看,由于功率半导体分立器件下游客户对功率半导体分立器件的性能、质量等审查严格,致使产品通过审查需经6个月至2年不等,认证周期较长。从产品发展趋势来看,下游应用行业的高速发展,对功率半导体分立器件需求日益旺盛,但本土厂商供给率较低,国产替代空间广阔。
AI访谈
发展历程

功率半导体分立器件行业

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功率半导体分立器件行业规模
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政策梳理
功率半导体分立器件行业
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竞争格局
中国功率半导体分立器件行业市场化程度较高,行业集中度较低,竞争较为激烈。从企业毛利率来看,派瑞股份、捷捷微电属于第一梯队,芯导科技、扬杰科技、新洁能、士兰微、台基股份属于第二梯队,苏州固锝、银河微电、维安电子属于第三梯队。
AI访谈数据图表
摘要
功率半导体分立器件主要起功率控制、功率放大、功率开关、线路保护和整流等作用,是电力电子应用装备的基础及核心器件,广泛应用于消费电子、网络通信、工业控制等,新能源汽车等领域。目前,中国功率半导体分立器件行业市场化程度较高,行业集中度较低,竞争较为激烈。虽然中国功率半导体分立器件企业虽然起步相较国外企业较晚,但是经过长期的发展,积累了相关技术经验,与国外企业的技术差距进一步减小,受益于下游应用行业的高速发展,对功率半导体分立器件需求日益旺盛,政策法规鼓励支持国产功率半导体分立器件的研发,功率半导体分立器件国产化进程加速。随着新能源汽车以及光伏、风电等行业的蓬勃发展,预计未来中国功率半导体分立器件行业规模整体呈稳定增长态势,2027年市场规模有望达1,373.5亿元。
功率半导体分立器件行业定义
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功率半导体分立器件是指用于控制高功率电能的电子器件,包括二极管、晶闸管、场效应管、绝缘栅双极晶体管等。这些器件具有承受高电压和大电流的特点,广泛应用于交流电动机驱动、逆变器、直流电源、变频器等领域。 其中最常用的定义是,功率半导体分立器件是一种电力电子器件,它可以承受高电压和大电流,能够快速开关,实现电能的控制和转换。此定义强调功率半导体分立器件的应用范围和特性,并没有对具体器件类型进行明确的区分。 另一种常用的定义是,功率半导体分立器件包括市场上常见的四种器件,即晶闸管、整流器、MOSFET和IGBT。这种定义明确了功率半导体分立器件的种类,从而更
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功率半导体分立器件是指被规定完成某种基本功能,并且本身在功能上不能再细分的半导体器件。功率半导体分立器件是半导体器件的重要组成部分,是电力电子应用装备的基础及核心器件,主要起功率控制、功率放大、功率开关、线路保护和整流等作用,保障电能运行更加安全、可靠、高效和经济。功率半导体分立器件的应用十分广泛,几乎覆盖所有的电子制造业,传统应用领域包括消费电子、网络通信、工业控制等,近年来,新能源汽车及充电系统、轨道交通、智能电网、新能源发电、航空航天及武器装备等也逐渐成为功率半导体分立器件的新兴应用领域。
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1:功率半导体分立器件产业及标准化白皮书
功率半导体分立器件产业及标准化白皮书
功率半导体分立器件行业分类
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功率半导体分立器件是现代电子技术中使用率较高的一种电子元器件,它能够在相对较小的电压和电流下,承受更大的功率和电流。按照最主流的分类标准,可以将功率半导体分立器件行业分为三类:功率MOSFET、IGBT 及二极管。 1. 功率MOSFET 功率MOSFET,即金属氧化物半导体场效应晶体管。该种器件是一种控制性与开关性能力较强的分立器件,适合用于直流低电压高电流应用,例如汽车电子装置、计算机、通信设备等。 其中比较特别的是veterinarian模型,该模型结构紧凑、导通反转速度快、输出时间短。 2. IGBT IGBT,即绝缘栅双极型晶体管。该种器件与功率MOSFET相比具有更高的开关速度
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按照控制电路信号对器件的控制程度,功率半导体分立器件可分为不可控型、半控型和全控型。按照器件结构,功率半导体分立器件可分为肖特基二极管、金属-氧化物半导体场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管、快速晶闸管和其他结构类型功率半导体分立器件。
按照控制电路信号对器件的控制程度
功率半导体分立器件分类
不可控器件
不可控型功率半导体分立器件是指不能通过控制信号来控制其通断的功率半导体分立器件,代表器件为功率二极管等。
半控器件
半控型功率半导体分立器件是指通过控制信号能够控制其导通而不能控制其关断的功率半导体分立器件,代表器件为晶闸管及其大部分派生器件。
全控器件
全控型功率半导体分立器件是指通过控制信号既能够控制其导通,又能够控制其关断的功率半导体分立器件,代表器件为绝缘栅双极晶体管、功率场效应晶体管、门极可关断晶闸管等。
按照器件结构
功率半导体分立器件分类
肖特基二极管
肖特基二极管是单极器件,利用金属与半导体接触形成的金属-半导体结作为肖特基势垒,以产生整流的效果,在中等、高等功率领域中应用广泛。
金属-氧化物半导体场效应晶体管
金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET),简称金氧半场效晶体管或MOS管,MOS管属于绝缘栅型场效应管,其主要特点是在金属栅极与沟道之间有一层二氧化硅绝缘层,因此具有很高的输入电阻,MOS管通常被用于放大电路或开关电路。
绝缘栅双极晶体管
绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的功率半导体分立器件,它的控制极为绝缘栅场效应晶体管,输出极为双极型功率晶体管,因而兼有两者速度和驱动能力的优点。
快速晶闸管
快速晶闸管是普通晶闸管的一种派生器件,是用于较高频率的整流、逆变和变频电路的器具,并且可以在400Hz以上频率工作的晶闸管,快速晶闸管主要用于感应加热的中频电源装置。
其他结构类型功率半导体分立器件
除肖特基二极管、MOSFET、IGBT和快速晶闸管外,功率半导体分立器件还包括双极性结型晶体管(BJT)、结型场效应晶体管(JFET)、光控晶闸管、双向晶闸管、整流二极管等。
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1:https://zhuanlan.zhihu.com/p/455806110
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2:功率半导体分立器件产业及标准化白皮书
功率半导体分立器件产业及标准化白皮书
功率半导体分立器件行业特征
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商业模式、竞争环境、用户画像是分析中国功率半导体分立器件行业特征时关键的三个维度。 商业模式方面,功率半导体分立器件行业的商业模式主要有两种:一种是器件制造商直接销售给终端客户,即将产品领域与市场领域相结合;一种是通过经销商或代理商将产品销售给终端客户。其中第二种模式在国内市场较为普遍,企业之间存在着激烈的价格竞争。 竞争环境方面,功率半导体分立器件行业存在着激烈的市场竞争,主要来自国外品牌的进口产品和国内品牌的竞争。在国内市场,国有大型企业、民营企业和外资企业都在竞争中寻求发展机会。然而,由于高投入的研发费用和制程技术难
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从产品设计角度看,为了满足现代电子设备对于高性能、小型化、高效能、可靠性的需求,功率半导体分立器件模块化与集成化趋势将愈发显著。从认证周期看,由于功率半导体分立器件下游客户对功率半导体分立器件的性能、质量等审查严格,致使产品通过审查需经6个月至2年不等,认证周期较长。从产品发展趋势来看,下游应用行业的高速发展,对功率半导体分立器件需求日益旺盛,但本土厂商供给率较低,国产替代空间广阔。
1
集成化趋势明显
终端领域高功率密度需求带动功率半导体分立器件模块化和集成化。
在高功率应用中,大型器件将会导致散热问题和占用大量空间,集成化可以减少组件数量,减小器件的尺寸和体积,集成化可以减少连接点,降低潜在的故障源,从而提高器件的可靠性。随着新能源汽车、5G技术的兴起,为了满足现代电子设备对于高性能、小型化、高效能、可靠性的需求,功率半导体分立器件模块化与集成化趋势将愈发显著。
2
下游客户认证周期较长
功率半导体分立器件下游客户对功率半导体分立器件的性能、质量等审查严格且时间较长,通常在6个月至2年不等,认证周期较长。
功率半导体分立器件的稳定性和可靠性对下游产品品质有重要影响,下游客户对过功率半导体分立器件有严格的筛选和认证标准,功率半导体分立器件认证过程通常要经过样品监测、小批量试用、稳定性监测、批量生产及体系审核等多轮环节,通过认证后还需通过定期考核,认证周期通常在6个月至2年不等,部分高认证要求产品认证周期可达数年,认证周期较长。
3
国产替代空间广阔
功率半导体分立器件需求量较高,本土厂商供给率较低,国产替代空间广阔。
近些年中国功率半导体分立器件行业发展迅速,但相较于国际领先水平仍有一定的差距,关键技术和高端产品仍依赖欧美企业。中国功率半导体分立器件行业下游应用行业的高速发展,对功率半导体分立器件需求日益旺盛,若出现供不应求的情况,会影响企业功率半导体分立器件的生产以及下游应用领域的使用。例如,中国IGBT供需缺口较大,2022年交期、价格以上涨为主,中国2021年IGBT需求量达1.32亿只,中国IGBT产量仅0.258亿只,本土厂商供给率仅为19.55%,国产替代空间广阔。富昌电子2022年第四季度报告显示,IGBT厂商交期仍达50周。
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2:http://www.eeo.com.cn/2022/0807/547260.shtml
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3:https://icspec.com/news/article-details/2127653
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4:维安电子公告,扬杰科技2022年报
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