依托本土市場(chǎng)奮起直追的國(guó)產(chǎn)MOSFET

前兩期中，我們分別從歐美和日系兩大陣營(yíng)解析了MOSFET主流玩家的主要產(chǎn)品。無(wú)論是一直以來(lái)以強(qiáng)橫實(shí)力始終保持平穩(wěn)的歐美廠商，還是銳意進(jìn)取的日系廠商，都在技術(shù)水平和制造工藝上有各自的看家本領(lǐng)。本期將視線轉(zhuǎn)回國(guó)內(nèi)，從國(guó)內(nèi)的MOSFET主流玩家的產(chǎn)品實(shí)力來(lái)看看國(guó)產(chǎn)MOSFET器件競(jìng)爭(zhēng)力如何。

半導(dǎo)體器件說(shuō)到底需要解決的問(wèn)題無(wú)外乎降低損耗以此實(shí)現(xiàn)更高效率的電氣轉(zhuǎn)換。材料、工藝、技術(shù)無(wú)不需要長(zhǎng)時(shí)間的積累。歐美和日系廠商有先于國(guó)內(nèi)的半導(dǎo)體器件發(fā)展，所以在MOSFET領(lǐng)域它們有很大的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，這是不可忽視的客觀事實(shí)。依托國(guó)內(nèi)龐大的本土市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)一大批先鋒企業(yè)奮起直追。

目前看來(lái)，在高端功率器件領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)玩家的競(jìng)爭(zhēng)力還偏弱勢(shì)，而在中低端層次，競(jìng)爭(zhēng)力還是相當(dāng)強(qiáng)勁的。僅從MOSFET來(lái)說(shuō)，國(guó)產(chǎn)MOSFET器件在中低壓應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)進(jìn)口替代的潛力巨大，2010年前后隨著手機(jī)快充、電動(dòng)汽車(chē)、無(wú)刷電機(jī)和鋰電池的興起，中壓MOSFET需求激增，順應(yīng)中壓MOSFET蓬勃發(fā)展的激流有很多友商都已經(jīng)在此間做出了一番成績(jī)。市場(chǎng)格局和大家料想中的應(yīng)該沒(méi)有太大出入，在很多行業(yè)中都是如此，中低端開(kāi)始國(guó)產(chǎn)替代，只是在高端應(yīng)用形成競(jìng)爭(zhēng)力尚需時(shí)日。

華潤(rùn)微電子MOSFET系列

華潤(rùn)微電子的MOSFET產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)實(shí)力首屈一指，從營(yíng)收和產(chǎn)品矩陣上來(lái)說(shuō)是最大也最全的國(guó)內(nèi)MOSFET廠商。旗下的MOSFET覆蓋-100V到1500V的低中高壓，這是少有國(guó)內(nèi)企業(yè)能做到的。從技術(shù)上看，目前華潤(rùn)微電子以Trench-MOS和SJ-MOSFET等為主。和國(guó)外主流廠商一樣，華潤(rùn)微電子也是以IDM模式為主，無(wú)需代工就可獨(dú)立執(zhí)行產(chǎn)品制造的全部流程，在對(duì)成本的控制和對(duì)工藝及品控的改進(jìn)上還是很有優(yōu)勢(shì)的。

目前華潤(rùn)微電子在12V至300V和300V至900V兩個(gè)電壓范圍內(nèi)的產(chǎn)品種類(lèi)居多，是其競(jìng)爭(zhēng)力最強(qiáng)的應(yīng)用領(lǐng)域。以CS60N20ANR為例，該器件是200V的NMOS。

CS60N20ANR采用了self-aligned planar技術(shù)，降低了傳導(dǎo)損耗，改善了開(kāi)關(guān)性能，同時(shí)還針對(duì)雪崩進(jìn)行了增強(qiáng)，可以說(shuō)完美適用各種功率的開(kāi)關(guān)電路。直接在體現(xiàn)在參數(shù)上的指標(biāo)也很完美，該器件的導(dǎo)通電阻做到了小于46mΩ。數(shù)據(jù)表中給出的柵極電荷和反向傳輸電容也很低，典型值只有56.9nC和46pF，對(duì)比國(guó)外廠商在同電壓級(jí)別的產(chǎn)品也不遑多讓。

1500V級(jí)的器件目前華潤(rùn)微電子有三款，分別是CS3N150AKR、CS3N150AHR和CS3N150FA9R，在關(guān)鍵參數(shù)指標(biāo)上三款相同，R_DS(ON)均為6.5Ω，Q_g為37.6nC，只是采用了不同的封裝。CS3N150AKR采用了TO-247，該封裝形式表現(xiàn)為耐壓高、抗擊穿能力強(qiáng)；CS3N150AHR是采用了TO-3P(H)；CS3N150FA9R則用了TO-220F全塑封裝，省去了絕緣墊。

士蘭微電子MOSFET系列

士蘭微電子在高壓智能功率模塊技術(shù)以及第三代功率半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域上處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。除了有5、6、8 英寸芯片穩(wěn)定運(yùn)行的生產(chǎn)線，去年12英寸的生產(chǎn)線也開(kāi)始試產(chǎn)。士蘭MOSFET以超結(jié) MOSFET 和高密度溝槽柵 MOSFET這兩種為主，兼顧有屏蔽柵SGT MOSFET。

目前士蘭微電子MOSFET最高電壓同樣覆蓋至1500V，產(chǎn)品細(xì)分型號(hào)大概在四百種左右，覆蓋面還是比較廣的。從500V SVF28N50PN 來(lái)看，采用了士蘭微電子的F-Cell平面高壓VDMOS 工藝技術(shù)制造，先進(jìn)的工藝及條狀的原胞設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)使得該產(chǎn)品具有較低的導(dǎo)通電阻、優(yōu)越的開(kāi)關(guān)性能及很高的雪崩擊穿耐量。

先看最主要的導(dǎo)通阻值R_DS(ON)，在V_GS為10V工況下典型值為0.15Ω，Q_g也控制的不錯(cuò)，為92nC。SVF28N50PN在創(chuàng)新高壓技術(shù)下，在dv/dt能力和峰值電流能力上表現(xiàn)出優(yōu)于同行的出色。高的雪崩擊穿耐量也給了產(chǎn)品足夠的可靠度。

1500V系列的五款MOSFET在指標(biāo)上和華潤(rùn)微相差不大。導(dǎo)通電阻最大值6.5Ω，柵極電荷40nC，關(guān)鍵性能指標(biāo)上國(guó)內(nèi)頭部廠商水平基本持平。五款高壓產(chǎn)品也是采用了不同的封裝來(lái)適用不同場(chǎng)景。

吉林華微MOSFET系列

華微擁有4英寸、5英寸與6英寸等多條功率半導(dǎo)體分立器件及IC芯片生產(chǎn)線，產(chǎn)品種類(lèi)基本覆蓋功率半導(dǎo)體器件全部范圍，在IDM模式的國(guó)內(nèi)企業(yè)中實(shí)力不俗。華微以低壓MOS，超結(jié)MOS等新型功率半導(dǎo)體器件為主線的發(fā)展定位，向高端領(lǐng)域發(fā)展，同時(shí)布局布局碳化硅、氮化鎵寬禁帶半導(dǎo)體，用技術(shù)迭代增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。

從500V系列的JCS10N50FC性能指標(biāo)就能看出在華微的技術(shù)實(shí)力。這個(gè)系列的柵極電荷極低，僅為29nC。

單從柵極電荷這一指標(biāo)上來(lái)看，這毫無(wú)疑問(wèn)是國(guó)際最頂尖的水準(zhǔn)。雖然在導(dǎo)通阻值上0.75Ω肯定是會(huì)稍稍遜色于此前提到的其他同類(lèi)產(chǎn)品，但足以體現(xiàn)華微在MOSFET領(lǐng)域深耕多年醞釀的高技術(shù)水平。該系列開(kāi)關(guān)速度快，同時(shí)抗dv/dt能力很高以及100%雪崩測(cè)試，在產(chǎn)品可靠性穩(wěn)定性上很有保障。

高壓領(lǐng)域上華微的三款JCS3AN150 WA/CA/BA/SA、JCS3AN150 AA、JCS3AN150 FA有多種不同的晶體管外形封裝工藝。

給出多種引出腳數(shù)量和距離不同的封裝方式，極大增強(qiáng)客戶應(yīng)用MOSFET的靈活性。圖中TO-263是TO-220的一個(gè)變種，主要目的是為了提高生產(chǎn)效率和散熱，支持極高的電流和電壓。

性能指標(biāo)上8Ω的導(dǎo)通阻值和37nC柵極電荷與其他各家持平。

小結(jié)

本期主要選取了IDM模式廠商的幾款產(chǎn)品，還有很多國(guó)內(nèi)廠商的優(yōu)秀產(chǎn)品本文掛一漏萬(wàn)。

功率半導(dǎo)體可以說(shuō)是中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展和崛起的一個(gè)突破口。不管目前國(guó)內(nèi)MOSFET廠商市占如何，各國(guó)產(chǎn)企業(yè)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品都表現(xiàn)出媲美國(guó)際大廠的工藝技術(shù)水平。有如此強(qiáng)勁的國(guó)產(chǎn)實(shí)力，剩下需要的是時(shí)間，以及對(duì)細(xì)節(jié)更精準(zhǔn)的管制。