大功率半导体器件的发展不遵守摩尔定律,它是按照什么规律发展的?

大功率半导体器件的发展不遵守摩尔定律,它是按照什么规律发展的?,第1张

大的趋势是在努力的延续十年功率密度翻一倍的需求,如图,如果不能达到就寻找新的材料和结构。

[1]Roberts,  Rd M ,  Ottawa O N , et al. Lateral GaN Transistors - A Replacement for IGBT devices in Automotive Applications[C]// Pcim Europe, International Exhibition &Conference for Power Electronics. VDE, 2014.

2018年下半年,随着英特尔酷睿X处理器和英特尔至强W-3175X处理器陆续投入市场,“英特尔处理器缺货”情况得到缓解。随着产能的提升,市场需求得以满足,2019年第一季度服务器和PC出货量升高,同步带动了MOSFET等功率半导体的市场需求。在市场机遇打开的背景下,中国功率半导体厂商是否可以抓住机遇?

MOSFET需求反d

大中、杰力、尼克森等厂商运营惨谈的局面或将被打破。2019年,英特尔处理器出货量提升,带动MOSFET市场需求,大中、杰力、尼克森等厂商提升投片量。去年下半年,高性能细分市场内,英特尔至强和英特尔酷睿处理器出现供不应求,抑制了笔记本电脑与服务器的出货量,进而导致MOSFET供应商大中、杰力、尼克森等厂商显卡库存过多,业绩并不理想。随后,英特尔首席财务官兼临时首席执行官Bob Swan在公开信中表示,2018年英特尔资本支出创较年初计划增加了约10亿美元,主要用于14nm生产基地,提高出货量,应对市场不断增长的需求。2018年11月,英特尔酷睿X系列处理器正式上市。同年12月,英特尔至强W-3175X处理器出货,缺货情况得以缓解,带动2019年第一季度服务器和笔记本电脑出货量回升。

专家指出,服务器和笔记本电脑出货量的提升将同步拉动MOSFET投片,供应商第一季度将维持较高的MOSFET投片量。一时间,MOSFET等功率器件再次回到热点话题。2018年,包括MOSFET在内的功率器件涨价严重,电容甚至涨幅十几倍,供不应求的产能促使很多中小型企业难以取得货源。“涨价”过后,整个功率器件市场重新洗牌,很多以MOSFET为元器件的小厂商逐一倒闭。

产业化仍是难题

目前全球功率器件发展已经达到一定规模。美国、德国、日本、欧洲几家大公司的器件设计技术、芯片制造工艺、器件封装驱动技术陆续更新升级。与其相比,中国功率器件一直存在较大差距。但是随着宽禁带半导体的到来,全球碳化硅、氮化镓等技术和产业都尚未成熟,新兴市场在一定程度上给每个厂商同样的机遇,这或许是中国功率器件产业发展的机会。

根据Yolo公司的统计数据,预计到2020年,4英寸碳化硅晶圆的市场需求保持在10万片左右,单价将降低25%;6英寸碳化硅晶圆的市场需求将超过8万片。预计2020~2025年,4英寸碳化硅晶圆的单价每年下降10%左右,市场规模逐步从10万片市场减少到8万片,6英寸晶圆将从8万片增长到20万片;2025~2030年,4英寸晶圆逐渐退出市场,6英寸晶圆将增长至40万片。

重视标准和可靠性研究

首先是可靠性研究不深入的弊端。宽禁带功率器件作为新兴技术和产业,存在相当程度的沿用传统标准、可靠性研究不深入的弊端,严重制约了市场推广和产业化应用。中国宽禁带功率半导体及应用产业联盟建议组织力量,开展符合宽禁带功率器件的标准和可靠性的研究,加快标准的制定和推广。此外,在开展国际视野下进行顶层设计和战略规划也是重要的一环。

相关人士表示,我国宽禁带功率器件产业的发展离不开国际上该领域的发展,其发展规律必须符合国际发展趋势,建议站在国际高 科技 产业的高度,对我国宽禁带半导体器件产业的发展进行科学的规划和合理的布局。

中国宽禁带功率半导体及应用产业联盟建议,依托已有宽禁带半导体产业基础,加强科学规划,完善现有产业集聚区布局和配套产业链建设,推动垂直整合和横向合作,打造具备竞争力的产业集群。制定措施和优惠政策,推动企业实施更加积极自主的开放战略,鼓励企业坚持自主创新与“走出去”相结合,充分利用国际国内两种资源、两个市场,提高国际合作水平与质量,争取为该领域的国际发展做出积极的贡献。


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