电子技术标准化研究院：功率半导体分立器件产业及标准化白皮书_91页_（景略咨询）_5mb

报告摘要

功率半导体分立器件产业及标准化白皮书（2019版）总结

核心内容

功率半导体分立器件是现代电子系统中实现电能变换和控制的关键基础元件，广泛应用于汽车电子、消费电子、网络通信、工业自动化、航空航天、武器装备、智能电网、新能源发电等领域。作为电子行业通用基础产品，其技术性能、尺寸、重量和可靠性对电子系统的整体表现具有决定性影响。

功率半导体分立器件大致分为两类：功率半导体分立器件（包括功率模块）和功率半导体集成电路（Power IC）。其中，功率半导体分立器件涵盖功率二极管、晶闸管、晶体管、功率模块和宽禁带功率半导体器件等。

宽禁带半导体器件，如碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN），因其具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、热导率和电子饱和速度，以及更强的抗辐照能力，正成为推动功率半导体向高温、高频、大功率、高可靠性方向发展的核心力量。

主要观点

产业发展现状
- 全球功率半导体分立器件市场呈现波动增长趋势，2018年销售额达230.91亿美元，年复合增长率约为3.10%。
- 中国已成为全球最大的功率半导体分立器件需求市场，2018年市场规模约为全球的39%。
- 中国在中低端功率器件领域已具备一定的生产能力，但高端产品仍严重依赖进口，市场占有率不足2%。
发展趋势
- 下游需求旺盛，如新能源汽车、智能电网、轨道交通等，推动功率半导体分立器件进入黄金发展期。
- 高端产品进口替代空间广阔，随着国家政策支持和技术进步，国内有望实现核心技术全面自主可控。
- 宽禁带功率器件（如SiC和GaN）将成为未来行业持续发展的关键保障，具有显著的性能优势。

关键信息

产品分类

功率半导体分立器件按结构分为：二极管、功率晶体管、晶闸管等；
按功率处理能力分为：低压小功率、中功率、大功率、高压特大功率；
按驱动性质分为：电流驱动型与电压驱动型；
按控制程度分为：不可控型、半控型、全控型；
按导电情况分为：单极型、双极型、复合型；
按衬底材料分为：第一代（硅、锗）、第二代（砷化镓、磷化铟）、第三代（碳化硅、氮化镓）。

标准化现状

国际标准：
- IEC/TC47制定了涵盖半导体器件、集成电路、传感器等的国际标准，如IEC 60747系列，包括通用规范、试验方法、长期储存等。
- JEDEC标准在半导体分立器件领域具有重要地位，涵盖术语、外形、测试方法等，注重快速响应产业需求。
- AEC标准为汽车电子元器件制定产品规范与支撑技术标准，如AEC-Q101，用于汽车分立器件的筛选与认证。
- 美国国防部标准（MIL-PRF-19500）对军用分立器件进行分级（JAN、JANTX、JANTXV、JANS），并制定了详细的试验方法与外形规范。
- NASA标准与MIL-STD-750兼容，侧重于航天领域对高可靠性的要求。
- 欧洲航天局（ESA）在制定标准时优先采用美军标准，仅在必要时制定独立试验方法。
- 日本航天局（JAXA）在标准化方面采取“模仿—创新”策略，参考美军标准并根据自身需求进行调整。