功率MOSFET可以用在許多不同的領域中，包括大部份的電源供應器、直流-直流轉換器、低電壓电机控制器等，以及許多其他的應用。 封測相關部分，捷敏-KY 專精在功率封裝領域，為全球前三大專業功率半導體封裝測試廠，公司今年第 1 季業績衰退主要受到中國停工因素影響，在第 2 季就回到成長軌道。 以應用別來看，今年以來以消費性產品需求最旺，目前占營收比重來到約 30%，主要由居家上班上課趨勢帶動；而車用及工業占約 2 成多，至於通訊則占約 20%~25%。
產業人士指出到 2023 年之前，台廠與客戶在 SiC 模組仍處於產品開發與樣品驗證階段，且台灣半導體產業在研發 SiC 晶片，在前段磊晶和長晶製程仍有待努力，自主供應鏈可能出現斷層，政府應積極重視。 第三代半導體材料是以碳化矽（SiC）及氮化鎵（GaN）為材料主流，相較傳統第一、二代材料如矽（Si）、砷化鎵（GaAs）等，第三代半導體具備尺寸小、效率高、散熱迅速等特性。 VDMOS的截面（如圖1）可以看出元件的「垂直特性」：可以看出源極電極放在汲極的上方，在電晶體導通時，電流主要是垂直路徑。 P極井（如圖1）是透過扩散過程形成（其實是雙重擴散過程，產生P和N+區，因此稱為雙擴散）。
功率半導體: 中國金融風暴將起 這兩家國銀恐不妙
首先在技術人力門檻上，功率半導體門檻在於精，數位 IC 人力上追求偏向量。 功率半導體重視材料選擇與物理參數調校，兩者仰賴長期經驗，使得研發人力培養時間約 5~10 年以上，為一般數位 IC 研發人力兩倍。 而不同的功率半導體業者產品物理特性差異大，特定公司累積經驗不易複製轉移至其他廠商，這又導致功率半導體研發人力流動不易，因此研發人力增加較數位 IC 產業更不容易。 VMOS和DMOS發展成當時所謂的VDMOS（垂直型DMOS）[10]。
由化學鍵結的觀點來看，獲得足夠能量、進入導電帶的電子也等於有足夠能量可以打破電子與固體原子間的共價鍵，而變成自由電子，進而對電流傳導做出貢獻。 根據歐盟目前的規範，到2024年底在歐盟所有銷售的智慧型手機、平板電腦和相機都必須配備USB Type-C充電介面。 因此USB Type-C介面將成為所有USB傳輸技術中，最受關注的技術標準。
功率半導體: 相關條目
功率半導體也不追求運算效率，但產品使用壽命往往高達 10~20 年，看重的反而是高可靠性、高穩定性，要能夠在極高溫或極低溫運作、24 小時不間斷運作也不能故障。 P極井（如圖1）是透過擴散過程形成（其實是雙重擴散過程，產生P和N+區，因此稱為雙擴散）。 金屬氧化物半導體場效電晶體是貝爾實驗室的Mohamed Atalla（英語：Mohamed M. Atalla）和Dawon Kahng（英語：Dawon Kahng）在1959年發明的，是電力電子學的一大突破。 功率MOSFET是專門處理大功率的電壓和電流的金屬氧化物半導體場效電晶體（MOSFET），也是功率半導體（英語：power semiconductor device）的一種。 和其他功率半導體（例如絕緣柵雙極電晶體或晶閘管）比較，功率MOSFET的優點是其切換速度快，在低電壓下的高效率。
這個參數對於半導體材料而言十分重要，例如它和電子或電洞的遷移率（electrons or holes mobility）有高度關聯。 上述關於能帶結構的內容為了簡化，因此跳過了一個重要的現象，稱為能量的色散（dispersion of energy）。 同一個能帶內之所以會有不同能量的量子態，原因是能帶的電子具有不同波向量或者「k-向量」。 在[學]]中，k-向量即為粒子的動量，不同的材料會有不同的能量-動量關係（E-k relationship）。 在價電帶內的電子獲得能量後便可躍升到導電帶，而這便會在價帶內留下一個空缺，也就是所謂的電洞。 導電帶中的電子和價電帶中的電洞都對電流傳遞有貢獻，電洞本身不會移動，但是其它電子可以移動到這個電洞上面，等效於電洞本身往反方向移動。
功率半導體: 賴清德接受彭博商周專訪「半導體是台灣優勢 也是責任」
另外，由於寬禁帶半導體的下游工藝製程具有更高的包容性和寬容度，下游製造環節對設備的要求相對較低，投資額相對較小，制約寬禁帶半導體產業快速發展的關鍵之一在上游材料端。 因此，中國若能在寬禁帶半導體產業上游襯底材料產業實現突破，將有望在半導體產業實現換道超車。 台灣半導體產業供應鏈原本就相當完整，過往受制於汽車產業的封閉性供應鏈，在功率半導體部分相對並沒有表現的空間。 富邦證表示，隨著電動車大廠 TESLA 衝擊傳統的汽車製造供應鏈，引進大量電子零組件供應商，加上這波車用晶片大缺貨，也使得台灣的相關廠商得到在車用電子突破的商機，從電源管理 IC 、功率元件到功率模組，各領域都有相關的上市櫃公司值得中長期投資人留意。 隨著5G的技術不斷發展，應對高頻環境的材料也將持續提高重要性，5G基礎建設擴大化關鍵在於行動裝置與基地台不可或缺的射頻(RF)與電源功率元件能否有效對應高頻動作環境的考驗。 而隨著5G與IoT相關技術逐漸步入實用化，對於元件的發展來說，如何提升電力使用效率，達到裝置低耗能的目標，成為未來製造端矚目的焦點。
工程師依靠 Tektronix 提供量測解決方案，以應對現今和未來的電氣化生態系統挑戰。 功率元件在電動車驅動上扮演舉足輕重的腳色，其應用在電動車內包含控制馬達的逆變器（Inverter）、升/降壓轉換器（DC/DC Converter）及車載充電器（On Board Charger） 、電池管理系統及馬達控制器。 功率元件在電動車驅動上扮演舉足輕重的角色，其應用在電動車內包含控制馬達的逆變器（Inverter）、升/降壓轉換器（DC/DC Converter）及車載充電器（On Board Charger） 、電池管理系統及馬達控制器。 半導體元件可以分為兩大類，大家最為熟知的是微電子元件，強調體積小、高效低耗，運用在各種資訊計算、處理及傳輸的工具，而另一類就是電力電子元件，又稱為功率半導體元件，特點為大功率、快速化，是電子裝置的電能轉換與電路控制的核心。
功率半導體: 晶片
打從全球第一顆電晶體於1940 年代問世後，發展已久的半導體產業開始有如神助般地蓬勃發展。 我們從「矽谷」的名稱就可大致推斷第一代半導體的主流材料是矽（Si），事實上，1950、60 年代電晶體所採用的半導體材料多半是鍺（Ge），但由於鍺容易引發熱失控，隨後逐漸被矽取代，進而造就了微電子產業的全面發展。 針對電壓等級超過500V的MOSFET，元件製造商（包括英飞凌科技以及其CoolMOS產品）開始使用電荷補償原理（charge compensation principle）。 使用此技術時，磊晶層的電阻（佔高壓MOSFET元件電阻的95%）可以縮小到原來的五分之一。 功率MOSFET的等效電路中包括一個MOSFET，以及一個並聯的寄生BJT。 為了避免閂鎖現象，MOSFET體以及源極之間會透過封裝直接短路，避免有電位差。
以 功率半導體2023 PA 單機數量增加來看，就會刺激砷化鎵功率器件需求，而 5G 手機大資料傳輸也將推動手機電源管理 IC 的需求。 同時，5G 的核心技術 Massive MIMO，對於由 MOSFET 構成的射頻元件的需求量也明顯提升。 根據 Strategy Analytics 的分析，在傳統燃油汽車上，功率半導體占整個車用半導體總值的 21%；而在純電動車上，這個比率提升至 55%。
功率半導體: 美中貿易戰開打至今 中國經濟專家：只有中國是輸家
富邦證券表示，隨著特斯拉衝擊傳統的汽車製造供應鏈，引進大量的電子零組件供應商，加上這波車用晶片大缺貨，也使得台灣的相關廠商得到在車用電子突破的商機，從電源管理 功率半導體2023 IC、功率元件到功率模組，各領域都有相關的上市櫃公司值得中長期投資人留意。 GaN on Si主要適用於電力電子相關的產品，基板技術發展的課題在於磊晶膜厚達到預定厚度較為困難，目前是使用LED磊晶製程常用在藍寶石或SiC基板進行外延生長的做法。 除了藍寶石基板與SiC本身基板成本較高的問題外，GaN on Si進行磊晶與外延生長時，需注意層與層之間的應力造成的變形，這些都是造成良率控制不易的因素，這也使得GaN基板的生產成本為SiC的10倍以上，未來如何有效降低成本為當務之急。 但是工業與汽車應用高客製化，各家廠商對可靠性、穩定性的參數要求不同。 而電力運作的可靠性、穩定性的關鍵多半不在設計環節，而是決定於材料、製程、封裝工藝，這使得功率半導體業者必須同時掌握設計、材料、製造、封裝環節，才有辦法滿足數千數萬家客戶不同的電子性能要求。
通過配比好的拋光液對研磨片進行機械拋光和化學拋光，用來消除表面划痕、降低表面粗糙度及消除加工應力等，使研磨片表面達到奈米級平整度。 使用 X 射線衍射儀、原子力顯微鏡、表面平整度測試儀、表面缺陷綜合測試儀等儀器設備，檢測碳化矽拋光片的各項參數指標，據此判定拋光片的質量等級。 將碳化矽晶錠使用X 射線單晶定向儀進行定向，之後通過精密機械加工的方式磨平、滾圓，加工成標准直徑尺寸和角度的碳化矽晶棒。 摩根士丹利證券則看好功率半導體績優股，再度調升合晶（6182）股價預期至81元，在大中華功率半導體族群研究範圍中，大摩共開啟六檔個股基本面研究，合晶是最優先建議客戶投資對象。
功率半導體: 產業鏈價值不同：設計價值低，封裝與製造重要性高
林伯豐今天出席三三會例會致詞表示，7月24日至28日率領「2023北海道經貿訪問團」出訪日本，台日雙方討論最為熱烈就是半導體產業。 日本於2021年制定半導體和數位發展策略，將以累計2兆日圓（約147億美元）的預算，振興半導體產業發展；2022年台積電赴熊本設廠，重振日本半導體產業士氣，日本政府將給予4760億日元的補貼。 除了鎖定基地台高頻部分的 GaN-on-SiC 之外，GaN 半導體還會朝向專門滿足基地台中低頻產品需求的矽基氮化鎵（GaN-on-Si）技術發展，由於該技術具備較寬頻寬與小尺寸的優勢，所以很有可能成為今後 功率半導體 Sub-6 功率半導體 5G 智慧型手機的首選技術。 结點到外殼（junction-to-case）的熱阻是元件以及封裝的固有特性，外殼到環境（case-to-ambient ）的熱阻主要和在電路版上的佈局、固定方式、散熱片、氣流或是散熱液體流動有關。
超過 75% 的單晶矽晶圓片都是通過 Czochralski（CZ，也叫提拉法）方法生長的。 目前下游產業已利用碳化矽在高壓、高溫、高功率、高頻等方面的優勢開發出新一代半導體元件，碳化矽襯底的下游應用主要為射頻元件及功率元件，其下游應用發展情況較好。 在 5G 基地台建設、無線電探測、新能源汽車及充電樁等領域得到快速應用，並將在光伏新能源、軌道交通、智能電網等產業擴大應用。 目前，碳化矽半導體主要應用於以 5G 通訊、國防軍工、航空航天為代表的射頻領域和以新能源汽車、「新基建」為代表的電力電子領域，在民用、軍用領域均具有明確且可觀的市場前景。
功率半導體: 功率半導體元件需求走升，power MOSFET、IGBT 為成長主力
汲極電流以及汲極－源極電壓都需要低於其標示的最大值，而且其乘積也要小於元件可以散熱的最大發熱量。 一般來說，功率MOSFET因為散熱能力的限制，無法工作在汲極－源極電壓以及汲極電流均為最大值的條件下[34]。 功率MOSFET發熱的方式（連續發熱或是脈衝發熱），會對應不同的熱質量（英语：thermal mass）特性，也會會影響最大操作溫度（英语：operating 功率半導體2023 temperature）。
因此相較於台灣晶片廠商主要是委外代工的無晶圓廠經營模式，功率半導體業者則是走向 功率半導體2023 IDM 或 Fab-lite 模式，工業、汽車、航太產品在設計、製造、封測都是自行生產；但消費性產品為了降低成本就外包交由台灣、中國晶圓代工、封測業者製造。 碳化矽功率元件具有高電壓、大電流、高溫、高頻率、低損耗等獨特優勢，將極大地提高現有使用矽基功率元件的能源轉換效率，對高效能源轉換領域產生重大而深遠的影響，主要應用領域有電動汽車/充電樁、光伏新能源、軌道交通、智能電網等。 碳化矽元件具有低損耗、高開關頻率、高適用性、降低系統散熱要求等優點，將在光伏新能源領域得到廣泛應用。 但是在射頻元件、功率元件領域，碳化矽襯底的市場應用瓶頸為其較高的生產成本。 影響碳化矽襯底成本的製約性因素在於生產速率慢、產品良率低，主要：目前主流商用的 PVT 法晶體生長速度慢、缺陷控制難度大。
功率半導體: 功率半導體值得長期關注？
第二，台日可以合資新公司，拓展半導體新事業，日本功率半導體製造商可與台灣公司成立合資企業，避免大規模投資的風險。 在所有應用中，GaN 快充已然成為推動 GaN 功率元件成長的最大動力之一。 當前有許多主流智慧型手機皆已配備快充功能，例如 Oppo 即為第一家標配 65W GaN 快充（採用 GaN HEMT 高電子遷移率電晶體）的廠商。 集邦科技指出，許多筆電製造商也紛紛表達會為自家筆電採用快充的意願，屆時勢必進一步帶動此一寬能隙材料的市場滲透率。
- 針對電壓等級超過500V的MOSFET，元件製造商（包括英飛凌科技以及其CoolMOS產品）開始使用電荷補償原理（charge compensation principle）。
- 當電子從價帶獲得能量而跳躍至導電帶時，電子就可以在帶間任意移動而導電。
- 另一個帶動第三代半導體發展的應用，莫過於功率半導體元件（又稱 Power Electronics 電力電子元件）。
- 封測相關部分，捷敏-KY 專精在功率封裝領域，為全球前三大專業功率半導體封裝測試廠，公司今年第 1 季業績衰退主要受到中國停工因素影響，在第 2 季就回到成長軌道。
- 以電動車為例，傳統燃油車中，每台半導體成本約320美元，功率半導體成本占約20%，而純電動車半導體成本將拉高到約720元美金/台，功率半導體占55%；換算之下，純電動車對功率半導體的需求達6倍多。
根據包利不相容原理，同一個量子態內不能有兩個電子，所以絕對零度時，費米能級以下的能帶包括價電帶全部被填滿。 由於在填滿的能帶內，具有相反方向動量的電子數目相等，所以宏觀上不能載流。 在有限溫度，由熱激發產生的導電帶電子和價電帶電洞使得導電帶和價電帶都未被填滿，因而在外電場下可以觀測到宏觀凈電流。 功率應用邏輯簡單，並不需要太過複雜設計，甚至使用簡單分離式元件即可滿足需求，因此設計環節相對不重要。 為了達成高可靠性、耐高壓高溫，製造和封裝環節的材料與工藝才是關鍵，導致 IC 設計只佔功率半導體整體產值比的 15%，反而晶圓製造、封裝、測試佔整體產值的 85%。
功率半導體: 中國狠砸 10 億人民幣，台廠靠「打群架」策略搶攻商機
這即是光探測器的來源，在光纖通訊或是太陽能電池的領域是最重要的元件，也是相機中CMOS Image Sensor主要的運作原理。 法人認為，5G、電動車、工業 4.0、智慧家電加速前進，將帶動終端裝置功率半導體用量持續增加，並支撐市場穩定成長。 隨市況越來越熱，加上 IDM 委外釋單、中國去美化效益延續，均有利於封測相關業者未來接單表現，在擴產效益下，看好捷敏-KY、順德、界霖明年業績有望繳出雙位數成長佳績。 氮化鎵（GaN）元件的切換速度是矽基元件的10倍以上，相較於Si，更適合高頻率、高效率的電子產品，包含5G產品。
碳化矽襯底是新近發展的寬禁帶半導體的核心材料，以其製作的元件具有耐高溫、耐高壓、高頻、大功率、抗輻射等特點，具有開關速度快、效率高的優勢，可大幅降低產品功耗、提高能量轉換效率並減小產品體積。 半導體矽片是晶片製造的核心材料，晶片製造商對半導體矽片的品質有著極高的要求，對供應商的選擇非常慎重。 根據產業慣例，晶片製造商需要先對半導體矽片產品進行認證，才會將該矽片製造企業納入供應鏈，一旦認證通過，晶片製造企業不會輕易更換供應商。 相較於產業前五大半導體矽片企業，矽產業集團規模較小，佔全球半導體矽片市場佔有率 2.18%。 近年來隨著中國對半導體業的高度重視，在產業政策和地方政府的推動下，中國半導體矽片產業的新建項目也不斷湧現。
功率半導體: 半導體期 弱勢格局
這些相對論性的新型半導體材料或可引領下一代電腦晶片、能源裝置的研發。 以電動車為例，傳統燃油車中，單車半導體成本約 320 元美金，功率半導體成本占約 20%，而純電動車半導體成本將拉高到約一輛 720 美元，功率半導體占 55%；換算之下，純電動車對功率半導體的需求達 6 倍多。 瑞薩電子為了提昇超接合面（super-junction）MOSFET的生產效率以及可靠度，發展了有深溝槽（deep-trench）製程技術的超接合面結構。 此製程克服了多層磊晶成長時的一些固有問題，其導通電阻及內部電容都很低。
- 近年全球經濟發展變化快速，企業在數位轉型的過程中充滿挑戰，許多企業執行長都積極地「進攻」，希望藉由數位化投資加快上雲步伐，從而重新定義與客戶的對話模式，並實現自身產品的差異化；同時，也希望透過優化支出、降低成本和提高彈性來「做好防守」。
- 洪組長提到全台目前還無人將線上點燈整合 ERP 系統，所以部分流程仍須仰賴人工。
- 法人認為，5G、電動車、智慧製造、智慧家電、新能源等趨勢加速前進，將帶動終端裝置功率半導體用量持續增加，並支撐市場穩定成長。
- 電動驅動系統中，主逆變器負責控制電動機，是汽車的關鍵元元件，特斯拉（Tesla, TSLA-US）Model 3 的主逆變器採用了意法半導體生產的 24 個碳化矽 MOSFET 功率模組。
- 常見的半導體材料有：第一代（另一種定義/說法：第一「類」）的矽、鍺，第二代（類）的砷化鎵、磷化銦，第三代（類）的氮化鎵、氧化鋅、氮化鋁、碳化矽等；而矽更是各種半導體材料中，在商業應用上最具有影響力的一種。
- 功率MOSFET是專門處理大功率的電壓和電流的金屬氧化物半導體場效電晶體（MOSFET），也是功率半導體（英语：power semiconductor device）的一種。
電動車市場成長帶動關鍵功率半導體元件和模組需求，攸關變頻、變壓、變流、功率放大、功率管理等功能，也攸關電動車快速充電效能，其中以絕緣柵雙極電晶體（IGBT）模組和第三代半導體SiC晶片和模組最為重要。 電動車帶動功率半導體和模組需求，第三代半導體碳化矽（SiC）晶片與模組是重要關鍵，包括鴻海集團等台廠積極建立供應鏈，不過產業人士指出，台灣在 SiC 模組上游供應鏈可能出現斷層，政府應該積極重視。 若以基板技術來看，GaN 基板生產成本較高，因此 GaN 元件皆以矽為基板，目前市場上的 GaN 功率元件以 GaN-on-Si（矽基氮化鎵）以及 GaN-on-SiC（碳化矽基氮化鎵）兩種晶圓進行製造。 第五，台日藉由舉辦研討會、課程研習、企業實習等，進行專業人才交流，培育國際人才。 第六，借助日本在新興科技領域的發展，強化台灣半導體產業出口市場，例如電動車、物聯網、人工智慧、元宇宙等。
