功率半导体是什么意思-半导体功率器件锡膏清洗禾明科技简介：什么是半导体功率器件？

半导体功率器件锡膏清洗禾明科技简介：什么是半导体功率器件？

什么是半导体：

半导体是指同时具有容易导电的“导体”和不导电的“绝缘体”特性的物质。 它可以实现交流电变为直流电——“整流”、增加电信号——“放大”、接通或阻断电——“开关”等。

1.什么是功率半导体：

功率半导体是能够支持高电压、大电流的半导体，在分立器件中占据主要地位。 它具有与普通半导体不同的结构，在使用高电压和大电流时不会损坏。 功率半导体主要用于改变电压和频率； 或将直流转交流、交流转直流等形式的电能转换。

2、功率半导体器件的主要功能：

功率半导体的作用是在高电压或大电流条件下改变电压和频率，或将直流转交流、交流转直流等，包括变频、电压转换、电流转换、功率放大和电源管理等。

3、功率半导体器件的种类：

功率半导体器件的类型很多，功率半导体根据载流子类型可分为双极型和单极型功率半导体。 双极型功率半导体包括功率二极管、双极结型晶体管（Bipolar Junction Transistor，BJT）、功率晶体管（Giant Transistor表情包设计，GTR）、晶闸管、绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）等。极性功率半导体包括功率MOSFET 、肖特基势垒功率二极管等以及保护器件可以视为该行业的分支。

4、功率半导体器件芯片生产线：

四寸线对应晶闸管、功率半导体过压保护器件（TVS、TSS、可编程过压保护集成电路等）、二极管（高阻断压二极管、低压降二极管、整流桥等）； 六英寸线对应高端肖超基晶圆和高压MOSFET； 八英寸线对应IGBT、沟槽MOSFET、超结MOSFET； 十二英寸线对应一些IGBT。

5、功率半导体应用领域：

终端应用领域包括光伏发电、风力发电、轨道交通、新能源汽车、照明、仪器、仪表、家电、通信、IT等。 商业模式：主要是B2B2C和B2C。 其中IDM具有核心竞争力。

6、功率半导体市场结构：

厂家制造水平较高，形成了较高的专业壁垒。 预计2022年功率半导体市场规模将达到426亿美元。在功率半导体市场中，英飞凌以12%的市场份额排名。 欧美日厂商凭借其技术和优势，占据了功率半导体器件70%的市场份额。 中国大陆和台湾地区主要集中在二极管、低压MOSFET等低端功率器件市场，而IGBT、中高压MOSFET等高端器件市场主要被欧美、日本厂商占据。

我国功率半导体研究工作相对较晚，且受资金、技术和人才限制，功率半导体产业整体呈现数量少、企业规模小、技术水平低、产业布局分散的特点。 原始创新问题已成为阻碍国内功率半导体产业发展的重要因素。 功率半导体厂商尚未形成专利和标准垄断。 与国外厂商相比，国内厂商在服务客户需求、降低成本方面具有竞争优势。 功率半导体国产替代空间巨大。

7、功率半导体器件的现状：

中国功率半导体市场占全球功率半导体市场50%以上，但中高端MOSFET和IGBT器件90%依赖进口。

8.功率半导体器件的分类

功率半导体器件包括MOSFET、二极管、IGBT、晶闸管等，属于同一器件类别，都是功率和能量转换开关元件，但侧重于不同的应用领域。 例如，晶闸管适用于低频交流控制、中大功率应用； MOSFET 适用于高频直流控制、中小功率应用。 晶闸管和MOSFET可用于同一终端电器。 例如，可以使用晶闸管将交流输入电源转换为直流电，然后使用MOSFET进行直流降压控制。 例如，家用电器的交流输入端由晶闸管控制，而MOSFET用于后续的直流转换控制。 ; 电动工具的交流输入由晶闸管控制，直流无刷电机则采用MOSFET。 MOSFET和晶闸管都是功率半导体器件，生产工艺和设备完全兼容，主要包括光刻、腐蚀、扩散、离子注入、薄膜沉积、背面减薄、金属化等工艺。 主要区别在于晶闸管的光刻线宽。 要求不高，高温扩散温度比较高。

1、晶闸管：晶闸管又称晶闸管，属于功率半导体器件领域。 它是一种具有整流器件特性的功率半导体开关元件。 可在高电压、大电流条件下工作功率半导体是什么意思，且工作过程可控。 ，电流控制装置。 因此，晶闸管可广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变器、变频等电子电路中。 终端产品：白色家电（洗衣机、冰箱、热水器等）、小家电、电动工具、漏电保护器、汽车电子等。

2、保护装置：保护装置又称浪涌保护器，是一种响应时间极快、浪涌吸收能力高的电源线路过电压保护装置。 当两端受到瞬时大容量冲击时，能以极高的速度使两端之间的阻抗值由高阻变为低阻，以吸收瞬时大电流，保护后续电路元件免受瞬态冲击。高电压尖峰。 它可用于保护设备或电路免受静电、感性负载切换时产生的瞬态电压以及感应雷击产生的过电压的影响。 最终产品：电表、网络通讯、安防系统、照明系统。

金属氧化物半导体场效应晶体管全称Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，属于功率半导体器件领域吉祥物，也是一种功率半导体开关元件。 它是一种具有高输入阻抗和高开关速度的压控电源转换器。 速度快、转换效率高等特点。 最终产品：家用电器、汽车电子、消费电子（手机、笔记本电脑、电线）、开关电源（充电器、适配器、LED）、电动工具、无刷电机、逆变器（UPS、太阳能逆变器、风能逆变器）。

（Insulated Gate Bipolar Transistor），绝缘栅双极型晶体管，是由BJT（双极型晶体管）和MOS（绝缘栅场效应晶体管）组成的复合型全控电压驱动功率半导体器件。 IGBT可以实现直流与交流之间的转换或改变电流的频率，具有逆变和变频的功能。

IGBT多用于高压领域，MOSFET主要用于高频领域。 从产品来看，IGBT一般应用于600-6500V电压范围的高压产品。 MOSFET的应用电压较低，从几十伏到1000V。 然而，IGBT 的工作频率比 MOSFET 低得多。 MOSFET的工作频率可以达到1MHz以上，甚至几十MHz，而IGBT的工作频率只有100KHz。 IGBT集中在逆变器、变频器等高压产品中。 MOSFET主要应用于镇流器、高频感应加热等高频产品。

从电压分布来看，消费电子领域使用的IGBT产品主要在600V以下，如数码相机的手电筒。 1200V以上的IGBT多用于电力设备、汽车电子、高铁和机动车辆等领域。 动车组常用的IGBT模块有3300V和6500V。 智能电网中使用的 IGBT 通常为 3300V。

九、半导体发展历史

半导体大致可以分为三代，第一代半导体也被称为新一代半导体（理解是材料的差异导致应用领域的延伸和扩展，包括一些功能）。

第一代半导体材料硅（Si）、锗（Ge）主要用于以计算机为代表的数值计算，造就了“美国硅谷”高科技产业集群功率半导体是什么意思，促成了半导体等半导体材料的诞生。如英特尔和德州仪器。

最新半导体材料砷化镓（GaAs）和磷化铟（InP）主要应用于无线通信领域，带来了光纤通信、移动通信、GPS导航等电子信息产业的快速发展。

新一代半导体材料具有大禁带宽度（能带隙），又称宽带隙半导体； 主要包括碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN），SiC已接近产业化（目前国内一些功率半导体器件厂商联合一些院所联合研发，实现少部分量产）。 新一代宽禁带半导体具有高导热率、高击穿场强、高饱和电子漂移率和高键合能等优点，可以满足现代电子技术对高温等恶劣条件的新要求、大功率、高电压、高频、耐辐射。 要求，将逐步形成功率半导体器件的发展趋势。 当前一代半导体的典型应用包括新能源汽车、轨道交通、电力传输系统、并网太阳能和风能、雷达、5G移动通信等领域。