uSGT MOSFET的市場前景

SGT-MOS的全稱是“Split Gate Trench-MOSFET”，中文叫屏蔽柵溝槽型功率 MOSFET。SGT-MOS嚴(yán)格意義上來說，在工藝上并沒有特別之處，只是在傳統(tǒng)溝槽MOSFET的工藝基礎(chǔ)上做結(jié)構(gòu)改進(jìn)，提升了元器件愛你的穩(wěn)定性、低損耗等性能而已。具體一點(diǎn)就是提升了器件的開關(guān)特性和導(dǎo)通特性，降低了器件的特征導(dǎo)通電阻(Rsp)和柵極電荷(Qg)。

如下圖，左邊的是傳統(tǒng)溝槽MOSFET的結(jié)構(gòu)，右圖是SGT-MOSFET的結(jié)構(gòu)圖。從圖中可以明顯看到，兩者結(jié)構(gòu)很接近，簡而言之，差異在于SGT-MOSFET的溝槽更深。

uSGTMOSFET起源

屏蔽刪技術(shù)最早商業(yè)化是在2008年，由分立器件大廠Infineon推出，應(yīng)用目的解決高頻終端的一些問題，例如解決導(dǎo)通電阻過高、開關(guān)損耗過大等問題。Infineon通過優(yōu)化電流通路布局并深挖溝槽深度，以實(shí)現(xiàn)能量密度最大化。

uSGT MOSFET特征

SGT工藝其實(shí)普通溝槽更簡單，可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)損耗更小的目標(biāo)。

SGT比普通溝槽工藝挖得更深，大約是后者的3-5倍，可以使用更多的外延體積來阻擋電壓，可以實(shí)現(xiàn)SGTMOSFET的內(nèi)阻變低的目標(biāo)，比普通MOSFET低2倍以上。

SGT工藝大幅度提高了芯片的能量密度，因此也就減少了芯片面積。相較于傳統(tǒng)的溝槽場效應(yīng)晶體管，同等功耗下，SGT MOSFET芯片面積可減少40%。

芯片面積的減少，工藝變得更簡單，藝簡單減少了工藝步驟和掩膜的數(shù)量，使得SGT的制造成本下降，變得更為有競爭優(yōu)勢。

與傳統(tǒng)的溝槽工藝相比，SGT的溝槽更深，使得基材體積更多低來吸收EAS能量，SGT MOSFET可以承受更高的雪崩擊穿電壓和浪涌電流，以至于SGT MOSFET表現(xiàn)出的抗雪崩能力更優(yōu)勢。

除了SGT工藝技術(shù)帶來以上的優(yōu)勢，封裝技術(shù)的進(jìn)步也使得SGT MOSFET的優(yōu)勢更為突出。

uSGT MOSFET的市場前景

MOSFET自誕生以來，工藝不斷改進(jìn)，先后經(jīng)歷了平面工藝（VDMOS）、溝槽工藝（Trench）和SGT工藝（Steep Groove Technology）。

SGT工藝作為一種新型的MOSFET技術(shù)，受到了中國本土半導(dǎo)體廠商的重視，并做了大量的投資。作為一種頂尖的功率半導(dǎo)體器件技術(shù)，非常受到市場的青睞。

從競爭態(tài)勢來看。國外功率半導(dǎo)體器件廠家，感興趣的是大功率、高利潤的器件，例如IGBT、第三代寬禁帶半導(dǎo)體、大功率模塊，目標(biāo)市場涵蓋新能源風(fēng)電、高鐵以及工業(yè)控制、家電等。這部分器件和市場是技術(shù)更為領(lǐng)先的、利潤更高的，是國外功率器件半導(dǎo)體廠家的心尖肉，幾乎研發(fā)投入、市場推廣、技術(shù)支持都放在這部分器件和市場上。而SGT-MOSFET技術(shù)最適用的產(chǎn)品是中低壓MOSFET，20V-150V，-50V-250V的系列，利潤不是那么高，尤其SGT-MOSFET溝槽工藝加工更為簡單，這對中國功率半導(dǎo)體器件廠家來說，并不是很高深的技術(shù)，中國國產(chǎn)化替代率高，因此存在非常明顯的態(tài)勢，國外廠家在推出、國產(chǎn)化則積極推動替代。

國外功率半導(dǎo)體廠家主要有德國英飛凌、美國安森美、美國威世、美國AOS（萬代）、意大利意法半導(dǎo)體、日本東芝、日本瑞薩、荷蘭安世半導(dǎo)體，這幾家廠商在過去不僅占據(jù)全球市場的主要份額，也占據(jù)中國國內(nèi)市場80%以上的份額。經(jīng)過發(fā)展，我國屏蔽柵MOSFET生產(chǎn)技術(shù)逐步提高、成熟穩(wěn)定，憑借高性價(jià)比、技術(shù)優(yōu)勢加速收復(fù)國內(nèi)市場份額，國產(chǎn)率逐步提高。

SGT MOSFET廠家主要有華潤微電子、士蘭微電子、無錫新潔能、東微半導(dǎo)體、捷捷微電子、揚(yáng)杰電子、華微電子、長晶科技等，非上市公司 LRC（樂山無線）也開始SGT MOSFET的研發(fā)和生產(chǎn)。

從功率半導(dǎo)體器件近年來的發(fā)展趨勢來看，MOSFET雖然占比仍是最大的分立器件產(chǎn)品，但比重在減少，而IGBT、SiC的比重在增加。但從更為細(xì)分的比重來看，MOSFET占比雖然在減少，但SGT-MOSFET卻是在增加的。

從下圖我們可以看到，2023年全球SGT-MOSFET全球的市場規(guī)模是19.48億美金，中國市場規(guī)模則是8.53億美金（約占全球市場規(guī)模的46.79%）。到2030年，SGT-MOSFET全球市場規(guī)模擴(kuò)大到33.15億美金，7年時(shí)間里，每年復(fù)合增長率約7.8%，SGT-MOSFET在中國市場規(guī)?？梢赃_(dá)到15.54億美金，7年時(shí)間里，每年復(fù)合增長率約8.95%。

從SGT MOS耐壓類型來看，額定電壓值≤100V的SGT-MOSFET占絕對多數(shù)，主要應(yīng)用終端是汽車電子、消費(fèi)、工業(yè)、儲能等。從一些行業(yè)分析報(bào)告得出的結(jié)論來看，預(yù)計(jì)到2030年份額將達(dá)到50.61%。同時(shí)就終端應(yīng)用來看，汽車電子在2023年份額大約是22.54%，未來幾年CAGR大約為12.31%。汽車電子是未來SGT MOSFET一大應(yīng)用市場。在可預(yù)見的未來幾年，如果第三代寬禁帶半導(dǎo)體興起，SGT MOSFET也不會受到影響，極可能出現(xiàn)的格局是，SGT MOSFET占據(jù)中低壓、大電流低導(dǎo)通電阻的產(chǎn)品與GaN相峙而立；SiC則占據(jù)高壓大電流類的產(chǎn)品。