MOSFET成长强劲 工业应用最多

功率半导体元件在各终端应用占比

MOSFET是功率半导体元件最大市场，稳定性优良，适用于AC／DC Converter、DC／DC Converter、Power Stage等，因此常用于工业、汽车、消费性电子、通讯、运算等领域。

从功率半导体元件市场来看，用于工业领域比重最高，包括电机控制、轨道交通、无线电力供给、能源控制、智慧电网等领域，占比长期大于三成，预计2021年将达35％；再来则是汽车应用占29％，将随着新能源车／电动车发展让车用、高压MOSFET市场逐渐扩大。此外，消费性电子在2021年因笔记型电脑、智慧型手机、穿戴装置、快充头等需求提高，占比也达18％，而通讯、运算领域分别占10％与7％。

(一)消费应用电子需求：快充

由于5G智慧型手机传输速度较4G更快，射频元件数量更多，不可避免将增加功耗、耗电速度。随着使用者对充电效率要求逐步提升，品牌厂推出USB-PD快充功能，目前大多以Type-C线材做为快充的充电线材，为支援更高规格的传输电压，需添加同步整流的MOSFET调整优化，增加MOSFET的用量。

在材料方面，随着GaN技术发展与普及，USB Type-C PD充电器市场日新月异，高功率密度、体积小的充电器渐成主流，发热量低、体积小之GaN也就成为MOSFET在快充上发挥的最佳材料。

（二）通讯需求：5G基站

5G基站是5G网路的核心设备，5G基站采用Massive MIMO技术，需要32通道、64通道等多通道架构，在提高系统通道容量同时，导致5G基站的功耗、成本提升。5G基站功耗为4G的两倍，而降低功耗需求，则增加对MOSFET的低耗损、高热稳定性要求。此外，5G基站因频段较4G更高，覆盖范围较窄，因此需使用的5G基站将大幅增加，总体基站数量需求是4G的2～3倍，提高了对MOSFET的需求。总体来说，5G基站使用的MOSFET达4G基站5～10倍，低、中、高压MOSFET皆有。

而5G网络布建带来资料中心、云端服务规模提升，架设伺服器亦带动AC／DC Converter、DC／DC Converter等电源管理模组需求，故通讯用MOSFET也成为需求之一。

（三）汽车应用需求：新能源车

新能源车前进需要更多MOSFET等功率半导体元件偕同运作，在传统燃油汽车中，各类供电元件从电池取电，电池电压通常有24V和12V两种；新能源车的动力电池电压一般高达336V、384V，甚至电动大客车的电压要580～600V，因此新能源车在高压和低压系统间需功率半导体元件进行调压，实现高低压系统间的电流流动，让各汽车电子零组件功能发挥作用。

汽车电池支援的电子零组件用电电压各有不同，因此须在电的传输过程进行电压转换，无论是降压或是升压，都是随着MOSFET不断开关而逐步变化，因此MOSFET要考虑的是流经电流与耐受电压，另外在应用中要考虑开关频率、开关噪音和Oscillation Damping（阻尼震荡）、DPM（动态电源管理）设计。

随着汽车电子零组件增加，功率半导体元件乃至MOSFET的应用也不断增加，原本一辆最基本汽车配备约90颗MOSFET，新能源车则可能需要200颗MOSFET，甚至高阶新能源车的MOSFET用量可达到400颗，随着新能源车功能的叠加，未来需求数量还可能往上提升。

（四）工业应用需求：工业自动化、充电桩

工业领域为功率半导体元件应用最多的领域，大部分工业设备均需要使用MOSFET，且工业产业正朝自动化方向发展。与传统Si MOSFET、IGBT产品相比，在工业领域使用SiC MOSFET可实现高耐压性、高速开关与低导通电阻，并有助于降低功耗和系统小型化，是当前所有厂商发展重心。

此外，充电桩属工业领域，需通过工业认证。充电桩是新能源车要普及的关键，且充电时间越短、适应各种环境进行大功率充电，是充电桩统一的目标，而功率半导体元件是实现电能转换的核心元件。在充电桩中，需要AC／DC Converter、DC／DC Converter等装置进行电压和频率的转换，随着缩短充电时间的要求，功率半导体元件则需具备耐高压特性，故SiC MOSFET将逐渐在充电桩中渗透，并朝降低热阻、减少高频工作的开关损耗等特性发展。