應用日漸增多,超結MOSFET前景一片看好

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應用日漸增多，超結MOSFET前景一片看好

EETTAIWAN 發表於 2013-02-26 09:14:03

　　市場研究機構 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 市場指標與預測、深溝式（Deep trench）與多磊晶（multi-epi）技術的差異以及新興業者的競爭分析。

　　Yole Developpement 指出，SJ MOSFET技術市場有2/3皆應用於消費型產品，像是桌上型電腦或是遊戲機的電源供應器，雖然這些產品的市場需求衰煺，但SJ MOSFET在其他產品的應用卻如雨後春筍出現，其中以平板電腦的電源供應器最具成長空間，預估在2013至2018年間將有高達32%的複合年成長率。但SJ MOSFET目前最常被應用仍為個人電腦（桌電及筆電）之電源供應器與電視機，約佔整體市場的一半以上。

　　Yole Developpement 電力電子領域分析師Alexandre Avron表示，SJ MOSFET之所以被前述產品廣泛應用最重要的塬因在於其體積的優勢，與平面式（Planar） MOSFET相比，SJ MOSFET因為發熱量低，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展情形，明確地分析SJ MOSFET將如何被運用在直流/直流（DC/DC）轉換器及充電器，以及其精確市場指標的預測依據。

　　Avron指出，SJ MOSFET對產業應用來說卻不太有吸引力，主要因為這些應用的全橋電路（H-bridge）操作多不需以高頻轉換，只有在特定的拓撲像是多層次或低成本低電源的解決方案，如小型不斷電系統 （UPS） 或住宅型太陽能系統 （Residential PV） 才有用武之地，但平面型的MOSFET或是絕緣閘雙極電晶體（IGBT）就可以滿足這些應用技術層面的需求，成本還更加低廉，因此SJ MOSFET目前發展仍侷限於高階的應用。

　　SJ MOSFET的技術主要有兩種，其一為由英飛凌（Infineon）開發的多磊晶技術，藉由摻雜（doping）磊晶在磊晶層上形成島狀的摻雜區域，使該區域擴散形成一個氮摻雜（N-doped）平面。另一種技術則採用深反應離子蝕刻挖出溝槽狀結構，再將氮摻雜材料填補於溝槽，製造出超接面的結構，開發此科技的業者主要為東芝（Toshiba），快捷半導體（Fairchild Semiconductor） 及艾斯摩斯科技（IceMOS Technology）。

　　Avron指出，科技的進展使得多磊晶與深蝕刻技術發展越發競爭，東芝剛推出第4代DTMOS，是一種具備較小間距（pitch）的深溝槽結構MOSFET，可採用更小的晶粒且改善導通電阻（RdsON），雖然製造成本仍高於英飛凌的CoolMOS，但將會越來越具競爭力。

　　化合物半導體（compound semiconductor）是SJ MOSFET的強勁競爭對手，如碳化矽（SiC）因為能承受較高的電壓，有潛力應用於高階解決方案，預計到2015年前矽都還會是主流，另外IGBT兼具價格與轉換效率兩者優勢，美商國際整流器（International Rectifier）正在研發足以與SJ MOSFET相抗衡的高速IGBTs，到頭來SJ MOSFET可能定位於這兩者中間，並視電壓、應用及轉頻的需求，而與碳化矽、高速IGBT、IGBT或氮化鎵相互競爭。

　　這份報告也包含封裝技術的革新，2010年意法半導體（STMicroelectronics）與英飛凌雙雙以極小尺寸的一般封裝技術保持領先地位，體積大小向來是消費型應用的關鍵，此技術提供的小體積優勢與消費者應用需求完美契合。

　　2012年電力電子一片慘澹，IGBT的營收下跌20~25%，但同時SJ MOSFET卻成長8.3%，Yole Developpement預估漲勢將會一路持續至2018年，並超越10億美元大關，此預測彰顯了SJ MOSFET技術的必要性。2011年時SJ MOSFET產能遠無法應付需求，因此2012年時市場才未受大環境影響，對業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年回復正常供需平衡。

　　

　　SJ MOSFET市場規模預測

　　隨著越來越多的業者加入競爭，顯現SJ MOSFET的發展潛力，如同這份報告中所指出，過去36個月以來已經有8家新的業者加入競爭，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佔的龍頭帶來威脅。

　　隨著技術逐漸普及，越來越多的業者也隨之投入競爭，如美格納半導體（Magnachip）及安森美半導體（ON Semiconductor），此技術也逐漸普及於中國各晶圓廠，使得情況更為單純。2010年的市場主要由傳統幾家業者瓜分，英飛凌身為將此技術商業化的第一位，佔據絕對的優勢，但是最近一些業者的結盟合作將使競爭更加白熱化，逐漸均分市佔。

　　且整合業者也跳出來表示他們不在乎製造的品牌，而是著重於規格是否能符合裝置的需求，為小型業者帶來利多。Yole Developpement預估，隨著中國，臺灣及日本的晶圓代工業者與裝置業者加入戰場，相信市場將逐漸均勻瓜分，許多小型業者加總起來，將會逐漸鯨吞蠶食龍頭業者的市佔.

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