電子發(fā)燒友網(wǎng)報道(文/李寧遠)前兩期中,我們分別從歐美和日系兩大陣營解析了MOSFET主流玩家的主要產(chǎn)品。無論是一直以來以強橫實力始終保持平穩(wěn)的歐美廠商,還是銳意進取的日系廠商,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)回國內(nèi),從國內(nèi)的MOSFET主流玩家的產(chǎn)品實力來看看國產(chǎn)MOSFET器件競爭力如何。
半導體器件說到底需要解決的問題無外乎降低損耗以此實現(xiàn)更高效率的電氣轉(zhuǎn)換。材料、工藝、技術(shù)無不需要長時間的積累。歐美和日系廠商有先于國內(nèi)的半導體器件發(fā)展,所以在MOSFET領(lǐng)域它們有很大的先發(fā)優(yōu)勢,這是不可忽視的客觀事實。依托國內(nèi)龐大的本土市場,國內(nèi)一大批先鋒企業(yè)奮起直追。
目前看來,在高端功率器件領(lǐng)域,國內(nèi)玩家的競爭力還偏弱勢,而在中低端層次,競爭力還是相當強勁的。僅從MOSFET來說,國產(chǎn)MOSFET器件在中低壓應用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)進口替代的潛力巨大,2010年前后隨著手機快充、電動汽車、無刷電機和鋰電池的興起,中壓MOSFET需求激增,順應中壓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。市場格局和大家料想中的應該沒有太大出入,在很多行業(yè)中都是如此,中低端開始國產(chǎn)替代,只是在高端應用形成競爭力尚需時日。
華潤微電子MOSFET系列
華潤微電子的MOSFET產(chǎn)品在國內(nèi)實力首屈一指,從營收和產(chǎn)品矩陣上來說是最大也最全的國內(nèi)MOSFET廠商。旗下的MOSFET覆蓋-100V到1500V的低中高壓,這是少有國內(nèi)企業(yè)能做到的。從技術(shù)上看,目前華潤微電子以Trench-MOS和SJ-MOSFET等為主。和國外主流廠商一樣,華潤微電子也是以IDM模式為主,無需代工就可獨立執(zhí)行產(chǎn)品制造的全部流程,在對成本的控制和對工藝及品控的改進上還是很有優(yōu)勢的。
目前華潤微電子在12V至300V和300V至900V兩個電壓范圍內(nèi)的產(chǎn)品種類居多,是其競爭力最強的應用領(lǐng)域。以CS60N20ANR為例,該器件是200V的NMOS。
CS60N20ANR采用了self-aligned planar技術(shù),降低了傳導損耗,改善了開關(guān)性能,同時還針對雪崩進行了增強,可以說完美適用各種功率的開關(guān)電路。直接在體現(xiàn)在參數(shù)上的指標也很完美,該器件的導通電阻做到了小于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,對比國外廠商在同電壓級別的產(chǎn)品也不遑多讓。
1500V級的器件目前華潤微電子有三款,分別是CS3N150AKR、CS3N150AHR和CS3N150FA9R,在關(guān)鍵參數(shù)指標上三款相同,RDS(ON)均為6.5Ω,Qg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;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體器件技術(shù)領(lǐng)域上處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。除了有5、6、8 英寸芯片穩(wěn)定運行的生產(chǎn)線,去年12英寸的生產(chǎn)線也開始試產(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)品細分型號大概在四百種左右,覆蓋面還是比較廣的。從500V SVF28N50PN 來看,采用了士蘭微電子的F-Cell平面高壓VDMOS 工藝技術(shù)制造,先進的工藝及條狀的原胞設計結(jié)構(gòu)使得該產(chǎn)品具有較低的導通電阻、優(yōu)越的開關(guān)性能及很高的雪崩擊穿耐量。
先看最主要的導通阻值RDS(ON),在VGS為10V工況下典型值為0.15Ω,Qg也控制的不錯,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在指標上和華潤微相差不大。導通電阻最大值6.5Ω,柵極電荷40nC,關(guān)鍵性能指標上國內(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適用不同場景。
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體分立器件及IC芯片生產(chǎn)線,產(chǎn)品種類基本覆蓋功率半導體器件全部范圍,在IDM模式的國內(nèi)企業(yè)中實力不俗。華微以低壓MOS,超結(jié)MOS等新型功率半導體器件為主線的發(fā)展定位,向高端領(lǐng)域發(fā)展,同時布局布局碳化硅、氮化鎵寬禁帶半導體,用技術(shù)迭代增強競爭力。
從500V系列的JCS10N50FC性能指標就能看出在華微的技術(shù)實力。這個系列的柵極電荷極低,僅為29nC。
單從柵極電荷這一指標上來看,這毫無疑問是國際最頂尖的水準。雖然在導通阻值上0.75Ω肯定是會稍稍遜色于此前提到的其他同類產(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。該系列開關(guān)速度快,同時抗dv/dt能力很高以及100%雪崩測試,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,極大增強客戶應用MOSFET的靈活性。圖中TO-263是TO-220的一個變種,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。
性能指標上8Ω的導通阻值和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,還有很多國內(nèi)廠商的優(yōu)秀產(chǎn)品本文掛一漏萬。
功率半導體可以說是中國半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展和崛起的一個突破口。不管目前國內(nèi)MOSFET廠商市占如何,各國產(chǎn)企業(yè)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品都表現(xiàn)出媲美國際大廠的工藝技術(shù)水平。有如此強勁的國產(chǎn)實力,剩下需要的是時間,以及對細節(jié)更精準的管制。
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原文標題:依托本土市場奮起直追的國產(chǎn)MOSFET
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