SJ MOSFET受青睐 功率电子市场未来竞争加剧

市场研究机构 Yole Developpement 推出超结金氧半场效晶体管（Super Junction Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor，SJ MOSFET）的市场更新报告，深度剖析高压（400伏特以上） SJ MOSFET 市场指标与预测、深沟式（Deep trench）与多磊晶（multi-epi）技术的差异以及新兴业者的竞争分析。

Yole Developpement 指出，SJ MOSFET技术市场有2/3皆应用于消费型产品，像是台式电脑或是游戏机的电源供应器，虽然这些产品的市场需求衰退，但SJ MOSFET在其它产品的应用却如雨后春笋出现，其中以平板电脑的电源供应器最具增长空间，预估在2013至2018年间将有高达32%的复合年增长率。但SJ MOSFET目前最常被应用仍为个人电脑（桌电及笔电）之电源供应器与电视机，约占整体市场的一半以上。

Yole Developpement 功率电子领域分析师Alexandre Avron表示，SJ MOSFET之所以被前述产品广泛应用最重要的原因在于其体积的优势，与平面式（Planar） MOSFET相比，SJ MOSFET因为发热量低，所以体积能够大幅的缩小。同时也不能忽视混合动力（Hybrid）车与电动车的市场，这些市场现在可能甚至不到500万美元，但到2018年时却将可能超过1亿美元。

Yole Developpement这份报告也厘清SJ MOSFET在电动车与油电混合车市场的发展情形，明确地分析SJ MOSFET将如何被运用在直流/直流（DC/DC）转换器及充电器，以及其精确市场指标的预测依据。

Avron指出，SJ MOSFET对产业应用来说却不太有吸引力，主要因为这些应用的全桥电路（H-bridge）操作多不需以高频转换，只有在特定的拓扑像是多层次或低成本低电源的解决方案，如小型不断电系统 （UPS） 或住宅型太阳能系统 （Residential PV） 才有用武之地，但平面型的MOSFET或是绝缘栅双极晶体管（IGBT）就可以满足这些应用技术层面的需求，成本还更加低廉，因此SJ MOSFET目前发展仍局限于高阶的应用。

SJ MOSFET的技术主要有两种，其一为由英飞凌（Infineon）开发的多磊晶技术，藉由掺杂（doping）磊晶在磊晶层上形成岛状的掺杂区域，使该区域扩散形成一个氮掺杂（N-doped）平面。另一种技术则采用深反应离子蚀刻挖出沟槽状结构，再将氮掺杂材料填补于沟槽，制造出超接面的结构，开发此科技的业者主要为东芝（Toshiba），快捷半导体（Fairchild Semiconductor） 及艾斯摩斯科技（IceMOS Technology）。

Avron指出，科技的进展使得多磊晶与深蚀刻技术发展越发竞争，东芝刚推出第4代DTMOS，是一种具备较小间距（pitch）的深沟槽结构MOSFET，可采用更小的晶粒且改善导通电阻（RdsON），虽然制造成本仍高于英飞凌的CoolMOS，但将会越来越具竞争力。

化合物半导体（compound semiconductor）是SJ MOSFET的强劲竞争对手，如碳化硅（SiC）因为能承受较高的电压，有潜力应用于高阶解决方案，预计到2015年前硅都还会是主流，另外IGBT兼具价格与转换效率两者优势，美商国际整流器（International Rectifier）正在研发足以与SJ MOSFET相抗衡的高速IGBTs，到头来SJ MOSFET可能定位于这两者中间，并视电压、应用及转频的需求，而与碳化硅、高速IGBT、IGBT或氮化镓相互竞争。

这份报告也包含封装技术的革新，2010年意法半导体（ST Microelectronics）与英飞凌双双以极小尺寸的一般封装技术保持领先地位，体积大小向来是消费型应用的关键，此技术提供的小体积优势与消费者应用需求完美契合。