SGT作为一种新型MOSFET技术，为什么受到中国本土厂商的关注？

八卦谈佚名 ▪ 2022-10-23 11:39:02

　　近年来，SGT作为一种新型MOSFET技术，越来越受到中国本土厂商的关注，并投入了大量资金和资源。从整个行业来看，SGT在全球范围内也属于中低压MOSFET领域的尖端功率器件技术。不少元器件厂家等国际功率半导体厂商做得最好。

　　下面，我们简单介绍一下MOSFET SGT及其优点。

　　虽然现在IGBT很火，相对于MOSFET来说也是高端功率器件，但是MOSFET在广泛的中低压应用中仍然占据着巨大的市场份额，无论是消费电子、家用电器，还是嵌入式系统和工业领域。.因此，许多国内外厂商仍在加大对相应新技术研发的投入。

　　MOSFET的主要特点是输入阻抗高、控制功率低、开关速度快、开关损耗低。它在高频、中小功率应用（电压600V以下）中应用最为广泛，尤其是消费类电子产品。

　　MOSFET大致可以分为以下几类：平面MOSFET；沟槽MOSFET，主要用于低压（100V）领域；SGT（Shielded Gate Transistor，屏蔽栅极沟槽）MOSFET，主要用于低压（200V）领域；SJ-MOSFET，即超级结MOSFET，主要应用于高压（600V-800V）领域。

　　SGT工艺比普通沟槽更简单，开关损耗更小。此外，SGT比普通沟槽工艺深3-5倍，可以使用更多的外延体积来阻挡电压。这也使得SGT的内阻比普通MOSFET低2倍以上。

　　SGT技术通过降低场效应晶体管的寄生电容和导通电阻来提高芯片性能并减小芯片面积。与传统的沟槽场效应晶体管相比，同等功耗下芯片面积可减少40%。独特的器件结构和掩膜版图设计提高了产品的耐用性，独特的工艺设计减少了工艺步骤和掩膜的数量，从而降低了生产成本，使产品在价格上更具竞争力。

　　与普通沟槽MOSFET和平面MOSFET相比，采用SGT技术制造的MOSFET在功率密度上具有很大的优势。由于SGT MOSFET具有更深的沟槽深度，因此可以使用更多的硅体积来吸收EAS能量。所以SGT在雪崩方面可以做得更好，可以承受雪崩击穿和浪涌电流。

　　除了芯片本身的发展和迭代，封装技术的进步将对SGT的进步起到重要作用，例如150V和200V SGT MOSFET。例如，DFN5x6封装的150V MOSFET可用作内阻。低于8毫欧，采用TO-220封装的200V MOSFET低于9毫欧。

　　除了外封装，基于电子对MOSFET制造要求的变化，内封装技术也在不断改进，主要体现在三个方面：改进封装内部的互连技术、增加漏极散热器、改变热传导方向。这些对于SGT技术的发展至关重要。

　　TO、D-PAK、SOT、SOP等采用引线键合内部互连封装技术。当CPU或GPU的电源发展到低电压大电流时代时，打线SO-8封装受到封装电阻和封装的影响。电感、与PCB的PN结和外壳热阻受到多种因素的限制。

　　这四个限制对其电气和热性能有很大影响。随着电流密度的增加，MOSFET厂商在采用SO-8尺寸规范时同时改进了导线互连形式，用金属条或金属夹板代替导线，以降低封装电阻、电感和热阻。

　　总体而言，随着电子制造业向超薄、小型化、低电压、大电流方向发展，MOSFET的外形和内部封装结构也将随之发生变化，以更好地满足制造业的发展需求。此外，为了降低电子厂商的选择门槛，MOSFET向模块化和系统级封装发展的趋势也将越来越明显。产品将从性能、成本等多个维度协同发展。

　　封装是SGT MOSFET选择的重要参考因素。不同的电子产品有不同的电气要求，不同的安装环境也需要匹配的尺寸规格。

　　再者，要想创新，就必须具备定制SGT产品的能力。不同的应用领域需要不同的SGT技术和制造工艺。不同的芯片厂商有不同的工艺平台、设备和对应的SGT产品。原材料的外延层也不同，需要定制。

　　从应用层面来看，中国企业在市场空间更大、下游应用更分散、准入门槛更低的晶闸管和MOSFET领域，早已布局。目前，中国企业在消费电子、白色家电、工控、新能源等领域取得了突破，但真正进入高端汽车领域的MOSFET企业寥寥无几。

　　市场研究机构Yole Développement表示，未来五年，MOSFET市场将出现三个明显变化：第一，Trench MOSFET将从中端向低端下移，取代Planar的部分低端市场MOSFET，其次是先进的SGT等先进市场。该技术将向中端下移，在低压领域取代中端市场的Trench MOSFET。

　　在这种市场发展趋势的带动下，企业的发展战略和规划必须紧跟其后，向更高层次迈进。以华虹宏力的MOSFET布局为例。该公司已将其功率器件产能从低端MOSFET转向高端SGT和SJ-MOSFET。通过调整，尽量远离竞争激烈、价格低廉的普通MOSFET的红海市场。

　　随着5G、AI、EV（电动汽车）等应用市场的发展，对高端MOSFET、IGBT、SiC、GaN的需求也在快速增长。许多功率半导体厂商已经开始部署高功率密度和低内阻的SGT MOSFET。现有和新兴市场对SGT的需求将继续增长。

　　目前，外资品牌逐渐退出中国低端MOSFET市场，主要是受到国产品牌的竞争压力。与往年相比，我国的功率器件厂商在规模和业绩上都有了长足的进步。再加上成本优势，国外企业在中低端MOSFET市场很难与国内品牌竞争。

　　例如，中国每年生产20-3000万辆电动自行车，这些电动自行车的控制器对低压MOSFET的需求非常大。此前，该领域主要采用进口品牌MOSFET。但近年来，国产品牌迅速崛起，逐渐控制了市场。现在，控制器制造商很少使用进口的中低压MOSFET。

　　这样，随着高端MOSFET市场的逐渐下沉，以及各大功率半导体厂商对高端产品的开发，中国本土的SGT MOSFET有了广阔的发展空间。

转载：http://www.tdldz.com/newsData_971.html

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