《電子技術(shù)應(yīng)用》
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一文帶你看完功率半導(dǎo)體是怎樣逆襲的

2018-07-16

  功率半導(dǎo)體元件或簡(jiǎn)稱功率元件,是電子裝置的電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心;主要用途包括變頻、整流、變壓、功率放大、功率控制等,并同時(shí)可具有節(jié)能的功效,因此功率元件廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通訊、消費(fèi)電子、新能源交通等眾多領(lǐng)域。

  其中,金屬氧化半導(dǎo)體場(chǎng)效電晶體(MOSFET)自1980年即進(jìn)入電子商業(yè)應(yīng)用,主要用在PC、NB等消費(fèi)性電子的主機(jī)板跟電路板上,屬中低壓市場(chǎng),在900V以上的高壓領(lǐng)域較無用武之地,而絕緣柵雙極型電晶體(IGBT)的發(fā)明,則滿足大功率化與高頻化的需求,自1988年以來已進(jìn)展至第六代產(chǎn)品,成為目前高壓電子產(chǎn)品之主流應(yīng)用。

  功率元件全球市場(chǎng)規(guī)模約140億美元,占全球半導(dǎo)體市場(chǎng)的3.5%,其中MOSFET規(guī)模約68億美元、IGBT約12.6億美元,占功率半導(dǎo)體元件分別為48%與9%;根據(jù)IEK調(diào)查指出,近年受惠電動(dòng)汽車與油電混和車快速發(fā)展、汽車電子化比重提升以及手機(jī)快充、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)新應(yīng)用興起,功率元件在提高能源轉(zhuǎn)換效率上占據(jù)重要地位,產(chǎn)業(yè)需求逐漸提升;而未來電動(dòng)車半導(dǎo)體的需求為傳統(tǒng)汽車的兩倍以上,預(yù)期MOSFET等功率元件用量將大幅提升。

  MOSFET與IGBT市場(chǎng)過去皆呈大廠寡占的態(tài)勢(shì),英飛凌、安森美與瑞薩占MOSFET市場(chǎng)近50%,IGBT市場(chǎng)英飛凌、三菱電機(jī)與富士電機(jī)三家市占率更達(dá)61%;此類IDM垂直整合大廠以英飛凌為首,均優(yōu)先將產(chǎn)能給毛利率較高的新產(chǎn)品,相繼退出中低壓MOSFET一般消費(fèi)性產(chǎn)品線,導(dǎo)致MOSFET供需缺口擴(kuò)大,使臺(tái)廠自去年第2季開始即逐漸感受到轉(zhuǎn)單效應(yīng),預(yù)料這股缺貨風(fēng)潮恐將持續(xù)下去。

  在晶圓供給方面,MOSFET與IGBT產(chǎn)品考量8吋光罩費(fèi)用僅12吋的1/10,加以功率元件還有不漏電的要求,尚無法做到尺寸微縮等原因,臺(tái)灣與大陸的MOSFET功率元件IC設(shè)計(jì)公司都投產(chǎn)在8吋晶圓廠;然由于指紋辨識(shí)、影像感測(cè)器(CIS)、電源管理(ICPMIC)等IC產(chǎn)品,受到資安需求提升,對(duì)8吋晶圓需求亦增加,致使全球8吋晶圓投片量提升。

  MOSFET市場(chǎng)的供需失衡,讓臺(tái)廠迎來多年以來難得的成長契機(jī),上游IC設(shè)計(jì)方面,大中(6435)、杰力(5299)在PC市場(chǎng)與消費(fèi)性電子產(chǎn)品較具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),預(yù)計(jì)下半年供需仍吃緊態(tài)勢(shì)下,對(duì)下游的議價(jià)能力轉(zhuǎn)強(qiáng),有助其獲利表現(xiàn);在晶圓生產(chǎn)方面,世界先進(jìn)(5347)8吋產(chǎn)能滿載,加上電源管理營收占比持續(xù)提升改善產(chǎn)品組合,未來營運(yùn)展望樂觀。

  此外,隨著氮化鎵(GaN)相關(guān)分離式元件的制程研發(fā),對(duì)IGBT等高壓市場(chǎng)需求增強(qiáng),強(qiáng)茂(2481)預(yù)期未來能搭上IGBT代工潮,且積極導(dǎo)入自動(dòng)化并進(jìn)行車規(guī)認(rèn)證,目前產(chǎn)能滿載,2018年預(yù)估產(chǎn)品平均漲幅15?20%,后續(xù)成長可期;MOSFET及IGBT等產(chǎn)品雖早已應(yīng)用于電子產(chǎn)品,然近年市況匹變,需求大增,將迎來一場(chǎng)功率半導(dǎo)體元件的逆襲。


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