2020年半导体行业研究报告MOSFET专题研究（最全）.doc

2020年半导体行业研究报告MOSFET专题研究

一、核心观点

MOSFET国内外差距缩小，国产厂商有望承接市场份额。MOSFET升级之路包括制程缩小、技术变化、工艺进步。MOSFET在工艺线宽、器件结构、生产工艺know-how三个层面的技术发化放缓，随着国内企业在产线建设、产品开发方面速度加快，国内外差距将明显缩窄。另一方面国外厂商逐步退出中低端市场，国内企业有机会承接市场份额。

MOSFET价格上涨，产业链相关公司受益。全球半导体自20Q3末开始进入被动补库存阶段，全球开始恐慌性缺货，并带来涨价预期，与16Q3~18Q1的全球半导体景气周期以存储涨价为主导不同，本轮20Q4~22Q1是以功率/8寸片涨价拉动到全产业链涨价。

“5G+汽车电子”推动MOSFET下游需求。MOSFET是最基础的电子器件，具有高频、电压驱动、抗击穿性好等特点，应用范围覆盖电源、变频器、CPU及显卡、通讯、汽车电子等多个领域。5G主要给

MOSFET带来基站电源、快充等新增需求。汽车电动化背景下，燃油车转向电动车，功率半导体以及MOSFET用量剧增。

二、功率MOS，驱动世界

1、MOSFET概况

根据Omdia数据，全球功率器件总市场约为463亿美元，其中分立MOSFET占比约为18%，市场空间约为83.34亿美元，MOSFET模组约占1%。全球功率MOSFET欧系厂商占主导。2019年英飞凌在全球功率MOSFET占比达到25%，安森美排名第二，占比12.80%。

功率MOSFET器件工作速度快，故障率低，开关损耗小，扩展性好。适合低压、大电流的环境，要求的工作频率高于其他功率器件。应用范围覆盖电源、发频器、CPU及显卡、通讯、汽车电子等多个领域。

2、MOSFET：IDM模式占据主流

MOSFET的差异化主要来源于三个方面，一是基于系统know-how理解的设计能力。二是前段制程的差异，即晶圆制造环节的工艺水平差异。三是后段制程的差异，即芯片封装工艺水平的差异。数字逻辑芯片产品的价值链构成更长，设计软件、IP、EDA、know-how、前段晶圆制造能力、前段封装能力共同创造了芯片的附加值。由亍价值链较长，逻辑芯片产业链出现了产业分工，Fabless+Foundry模式渐渐替代传统的IDM模式。但是在功率半导体领域，价值链较短，前段晶圆制造能力和后端封装能力是构成产品附加值的核心，国际一线企业大多数采用IDM模式。

MOSFET以及功率半导体采用IDM模式更具竞争力。一是Fabless企业不掌握晶圆生产能力，在行业供需紧张时，难以拿到稳定的晶圆产能配额。二是IDM企业设计部门在晶圆生产阶段就能够开始调试参数、迭代工艺技术。

3、MOS升级之路：制程缩小+技术变化+工艺进步+第三代半导体

制程缩小：MOSFET的生产工艺在1976-2000年左右跟随摩尔定律不断缩小制程线宽。生产工艺制程从早期的10微米制程迭代至

0.15-0.35微米制程。技术变化：MOSFET经历了3次器件结构上的技术革新：沟槽型、超级结、InsulatedFieldPlates。每一次器件结构的变化，在某些单项技术指标上产品性能得到飞跃，大幅拓宽产品的应用领域。工艺进步：在同一个器件结构下，通过对生产工艺进行调整，产品FOM性能变得小幅改善。材料迭代：SiC、GaN半导体功率器件。

4、MOSFET与BJT区别

MOSFET是电压驱动，双极型晶体管（BJT）是电流驱动。（1）

只容许从信号源取少量电流的情况下，选用MOS管；在信号电压较低，有容许从信号源取较多电流的条件下，选用三极管。（2）MOS管是单极性器件（靠一种多数载流子导电），三极管是双极性器件（既有多数载流子，也要少数载流子导电）。（3）有些MOS管的源极和漏极可以互换运用，栅极也可正可负，灵活性比三极管好。（4）MOS管应用普遍，可以在很小电流和很低电压下工作。（5）MOS管输入阻抗大，低噪声，MOS管较贵，三极管的损耗大。（6）MOS管常用来作为电源开关，以及大电流开关电路、高频高速电路中，三极管常用来数字电路开关控制。

5、MOSFET与IGBT区别

IGBT芯片=MOSFET+BJT。IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是由BJT（双极型三极管）和MOSFET（绝缘栅型场效管）组成的复合功率半导体，兼备了双极