超結(jié)MOSFET前景一片利好
摘要: SJ MOSFET技術(shù)市場有2/3皆應(yīng)用于消費(fèi)型產(chǎn)品,像是桌上型電腦或是游戲機(jī)的電源供應(yīng)器,雖然這些產(chǎn)品的市場需求衰煺,但SJ MOSFET在其他產(chǎn)品的應(yīng)用卻如雨后春筍出現(xiàn),其中以平板電腦的電源供應(yīng)器最具成長空間,預(yù)估在2013至2018年間將有高達(dá)32%的復(fù)合年成長率。
關(guān)鍵字: 半導(dǎo)體, 電源, 電腦
市場研究機(jī)構(gòu) Yole Developpement 推出超接面金氧半場效電晶體(Super Junction Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor,SJ MOSFET)的市場更新報告,深度剖析高壓(400伏特以上) SJ MOSFET 市場指標(biāo)與預(yù)測、深溝式(Deep trench)與多磊晶(multi-epi)技術(shù)的差異以及新興業(yè)者的競爭分析。
Yole Developpement 指出,SJ MOSFET技術(shù)市場有2/3皆應(yīng)用于消費(fèi)型產(chǎn)品,像是桌上型電腦或是游戲機(jī)的電源供應(yīng)器,雖然這些產(chǎn)品的市場需求衰煺,但SJ MOSFET在其他產(chǎn)品的應(yīng)用卻如雨后春筍出現(xiàn),其中以平板電腦的電源供應(yīng)器最具成長空間,預(yù)估在2013至2018年間將有高達(dá)32%的復(fù)合年成長率。但SJ MOSFET目前最常被應(yīng)用仍為個人電腦(桌電及筆電)之電源供應(yīng)器與電視機(jī),約占整體市場的一半以上。
Yole Developpement 電力電子領(lǐng)域分析師Alexandre Avron表示,SJ MOSFET之所以被前述產(chǎn)品廣泛應(yīng)用最重要的塬因在于其體積的優(yōu)勢,與平面式(Planar) MOSFET相比,SJ MOSFET因為發(fā)熱量低,所以體積能夠大幅的縮小。同時也不能忽視混合動力(Hybrid)車與電動車的市場,,這些市場現(xiàn)在可能甚至不到500萬美元,但到2018年時卻將可能超過1億美元。
Yole Developpement這份報告也釐清SJ MOSFET在電動車與油電混合車市場的發(fā)展情形,明確地分析SJ MOSFET將如何被運(yùn)用在直流/直流(DC/DC)轉(zhuǎn)換器及充電器,以及其精確市場指標(biāo)的預(yù)測依據(jù)。
Avron指出,SJ MOSFET對產(chǎn)業(yè)應(yīng)用來說卻不太有吸引力,主要因為這些應(yīng)用的全橋電路(H-bridge)操作多不需以高頻轉(zhuǎn)換,只有在特定的拓?fù)湎袷嵌鄬哟位虻统杀镜碗娫吹慕鉀Q方案,如小型不斷電系統(tǒng) (UPS) 或住宅型太陽能系統(tǒng) (Residential PV) 才有用武之地,但平面型的MOSFET或是絕緣閘雙極晶體管(IGBT)就可以滿足這些應(yīng)用技術(shù)層面的需求,成本還更加低廉,因此SJ MOSFET目前發(fā)展仍侷限于高階的應(yīng)用。
SJ MOSFET的技術(shù)主要有兩種,其一為由英飛凌(Infineon)開發(fā)的多磊晶技術(shù),藉由摻雜(doping)磊晶在磊晶層上形成島狀的摻雜區(qū)域,使該區(qū)域擴(kuò)散形成一個氮摻雜(N-doped)平面。另一種技術(shù)則採用深反應(yīng)離子蝕刻挖出溝槽狀結(jié)構(gòu),再將氮摻雜材料填補(bǔ)于溝槽,制造出超接面的結(jié)構(gòu),開發(fā)此科技的業(yè)者主要為東芝(Toshiba),快捷半導(dǎo)體(Fairchild Semiconductor) 及艾斯摩斯科技(IceMOS Technology)。
Avron指出,科技的進(jìn)展使得多磊晶與深蝕刻技術(shù)發(fā)展越發(fā)競爭,東芝剛推出第4代DTMOS,是一種具備較小間距(pitch)的深溝槽結(jié)構(gòu)MOSFET,可採用更小的晶粒且改善導(dǎo)通電阻(RdsON),雖然制造成本仍高于英飛凌的CoolMOS,但將會越來越具競爭力。
化合物半導(dǎo)體(compound semiconductor)是SJ MOSFET的強(qiáng)勁競爭對手,如碳化硅(SiC)因為能承受較高的電壓,有潛力應(yīng)用于高階解決方案,預(yù)計到2015年前硅都還會是主流,另外IGBT兼具價格與轉(zhuǎn)換效率兩者優(yōu)勢,美商國際整流器(International Rectifier)正在研發(fā)足以與SJ MOSFET相抗衡的高速IGBTs,到頭來SJ MOSFET可能定位于這兩者中間,并視電壓、應(yīng)用及轉(zhuǎn)頻的需求,而與碳化硅、高速IGBT、IGBT或氮化鎵相互競爭。
這份報告也包含封裝技術(shù)的革新,2010年意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics)與英飛凌雙雙以極小尺寸的一般封裝技術(shù)保持領(lǐng)先地位,體積大小向來是消費(fèi)型應(yīng)用的關(guān)鍵,此技術(shù)提供的小體積優(yōu)勢與消費(fèi)者應(yīng)用需求完美契合。
2012年電力電子一片慘淡,IGBT的營收下跌20~25%,但同時SJ MOSFET卻成長8.3%,Yole Developpement預(yù)估漲勢將會一路持續(xù)至2018年,并超越10億美元大關(guān),此預(yù)測彰顯了SJ MOSFET技術(shù)的必要性。2011年時SJ MOSFET產(chǎn)能遠(yuǎn)無法應(yīng)付需求,因此2012年時市場才未受大環(huán)境影響,對業(yè)者來說這樣的供需失衡恰好作為緩衝,故 Yole Developpement相信市場將會在2013年回復(fù)正常供需平衡。

SJ MOSFET市場規(guī)模預(yù)測
隨著越來越多的業(yè)者加入競爭,顯現(xiàn)SJ MOSFET的發(fā)展?jié)摿?,如同這份報告中所指出,過去36個月以來已經(jīng)有8家新的業(yè)者加入競爭,其中中國的晶圓代工及其無晶圓廠的合作對象們,將會逐漸對目前幾家具高市占的龍頭帶來威脅。
隨著技術(shù)逐漸普及,越來越多的業(yè)者也隨之投入競爭,如美格納半導(dǎo)體(Magnachip)及安森美半導(dǎo)體(ON Semiconductor),此技術(shù)也逐漸普及于中國各晶圓廠,使得情況更為單純。2010年的市場主要由傳統(tǒng)幾家業(yè)者瓜分,英飛凌身為將此技術(shù)商業(yè)化的第一位,占據(jù)絕對的優(yōu)勢,但是最近一些業(yè)者的結(jié)盟合作將使競爭更加白熱化,逐漸均分市占。
且整合業(yè)者也跳出來表示他們不在乎制造的品牌,而是著重于規(guī)格是否能符合裝置的需求,為小型業(yè)者帶來利多。Yole Developpement預(yù)估,隨著中國,臺灣及日本的晶圓代工業(yè)者與裝置業(yè)者加入戰(zhàn)場,相信市場將逐漸均勻瓜分,許多小型業(yè)者加總起來,將會逐漸鯨吞蠶食龍頭業(yè)者的市占.