一、置于材料端，何為MOSFET呢？

（一）基礎介紹金屬-氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）是一種可以廣泛使用在模擬電路與數字電路的場效晶體管，具有導通電阻小，損耗低，驅動電路簡單，熱阻特性好等優點，特別適合用于電腦、手機、移動電源、車載導航、電動交通工具、UPS電源等電源控制領域。MOSFET是功率半導體的一種，在日常生活中，凡涉及發電、輸電、變電、配電、用電、儲電等環節的，均離不開功率半導體。功率半導體器件作為不可替代的基礎性產品，廣泛應用于國民經濟建設的各個領域。

（二）產品分類平面N溝道增強型NMOSFET的剖面圖。它用一塊P型硅半導體材料作襯底，在其面上擴散了兩個N型區，再在上面覆蓋一層二氧化硅（SiO2）絕緣層，最后在N區上方用腐蝕的方法做成兩個孔，用金屬化的方法分別在絕緣層上及兩個孔內做成三個電極：G（柵極）、S（源極）及D（漏極），如圖所示。從圖1中可以看出柵極G與漏極D及源極S是絕緣的，D與S之間有兩個PN結。一般情況下，襯底與源極在內部連接在一起，這樣，相當于D與S之間有一個PN結。主流的MOSFET主要分為三大類：超結MOSFET、中低壓屏蔽刪MOSFET和超級硅MOSFET。主要對比如下圖：

圖一 主流類別MOSFET性能對比圖注：圖片來源于巨浪資訊

其中，高壓超級結 MOSFET，是一種可以廣泛應用于模擬與數字電路的基礎微電子元器件，具有高頻、驅動簡單、抗擊穿性好等特點；其中，高壓MOSFET 功率器件通常指工作電壓為 400V 以上的 MOSFET 功率器件。高壓 MOSFE功率器件結構通常包括平面型及超級結型。超級結 MOSFET 功率器件通常需要更高的技術設計能力及工藝制造水平，其能夠突破平面型器件的性能局限性，具備更好的靜態和動態特性，可以工作于更大功率的系統之中。

中低壓 MOSFET 功率器件通常指工作電壓為 10V-300V 之間的 MOSFET 功率器件，該類器件更加適用于低電壓的應用場景，應用于如電動工具、智能機器人、無人機、新能源汽車電機控制、移動電源、適配器、數碼類鋰電池保護板等產品中。中低壓MOSFET 功率器件結構通常包括溝槽柵 VDMOS 及屏蔽柵 MOSFET。相比于普通溝槽柵 VDMOS，屏蔽柵 MOSFET 功率器件結構更復雜，需要更高的技術能力及制造工藝水平，其能夠突破普通溝槽柵VDMOS器件的性能瓶頸，具備更好的導通特性，開關損耗更小且功率密度更高。

超級硅 MOSFET 產品，是通過調整器件結構、優化制造工藝，突破了傳統硅基功率器件的速度瓶頸的，在電源應用中達到了接近氮化鎵功率器件開關速度的水平。相較于氮化鎵功率器件產品，超級硅MOSFET產品采用硅基材料，具有工藝成熟度高、工藝成本低及高可靠性等技術特點及競爭優勢，特別適用于高密度電源系統，如新能源汽車充電樁、通信電源、工業照明電源、快速充電器、模塊轉換器、快充超薄類 PC 適配器等領域。

二、置于半導體產業鏈中，MOSFET處于何位置呢？

（一）功率半導體產業鏈半導體分立器件（MOSFET）行業產業鏈包括芯片設計、芯片制造、封裝測試、對外銷售等環節。從產業鏈環節看，分立器件（MOSFET）的設計屬于產業鏈的前端。具體產業鏈位置見下圖：

圖二 功率半導體產業鏈位置

半導體分立器件行業的上游主要為半導體硅片供應商和其他金屬材料制造商，其中，半導體硅片為半導體分立器件行業的主要原材料。目前，高端半導體硅片主要為國外壟斷，硅片生產企業在上游產業鏈中占據較大話語權。功率半導體可以分為功率 IC 和功率分立器件兩大類，其中功率分立器件主要包括功率二極管、晶閘管、高壓晶體管、MOSFET、IGBT 等產品。在功率半導體發展過程20 世紀 70 年代末，平面型功率MOSFET發展起來。20 世紀80年代后期，溝槽型功率 MOSFET 和 IGBT 逐步面世，半導體功率器件正式進入電子應用時代。20 世紀 90 年代，超級結 MOSFET 逐步出現，打破了傳統硅基產品的性能限制以滿足大功率和高頻化的應用需求。對國內市場而言，功率二極管、功率三極管、晶閘管等分立器件產品大部分已實現國產化，而功率MOSFET 特別是超級結 MOSFET、IGBT 等高端分立器件產品由于其技術及工藝的復雜度，還較大程度上依賴進口，未來進口替代空間巨大。其主要的市場分布如下圖：

圖三 功率半導體細分市場占比注：圖片來源于巨浪資訊

采用新型器件結構的高性能 MOSFET 功率器件可以實現更好的性能，從而導致采用傳統技術的功率器件的市場空間被升級替代。造成該等趨勢的主要原因是高性能功率器件的生產工藝不斷進行技術演進，當采用新技術的高性能 MOSFET 功率器件生產工藝演進到成熟穩定的階段時，就會對現有的功率 MOSFET 進行替代。同時，隨著各個應用領域對性能和效率的要求不斷提升，也需要采用更高性能的功率器件以實現產品升級。因此，高性能 MOSFET 功率器件會不斷擴大其應用范圍，實現市場的普及。未來的 5 年中會出現新技術不斷擴大市場應用領域的趨勢。具體而言，溝槽 MOSFET將替代部分平面 MOSFET；屏蔽柵 MOSFET 將進一步替代溝槽 MOSFET；超級結MOSFET 將在高壓領域替代更多傳統的 VDMOS。但是隨著碳化硅等新型材料的興起，碳化硅材料的MOSFET等SiC-MOSFET有平面型與溝槽型，也將成為電力電子應用的主力軍。具體硅基與碳化硅基片的MOSFET差別可見下圖：

圖四 硅基—碳化硅基MOSFET對比圖注：圖片來源于巨浪資訊

由于柵極氧化物的溝槽角處的電場擁擠，溝槽型MOSFET 的阻斷電壓能力可能低于 DMOSFET半導體分立器件行業的下游分布極為廣泛，應用市場包括消費電子、汽車電子、工業電子、新能源汽車/充電樁、智能裝備制造、物聯網、光伏新能源等領域。受益于國家經濟轉型升級和科技進步，半導體分立器件下游產品不斷更新換代，新產品相繼面世，其應用將更為廣泛。

（二）主要競爭格局隨著消費電子、汽車電子和工業電子為主的市場銷售穩定增長，2016年MOSFET 市場規模持續增長。得益于市場對高效能電子器件的需求增加，預計MOSFET 市場未來將繼續穩定增長。2016年，全球MOSFET市場規模達到62億美元，預計2016年至2022年間 MOSFET 市場的復合年增長率將達到3.4%；預計到2022年，全球MOSFET市場規模將接近75億美元。在MOSFET大的市場格局中，主要由歐美日企業把控，2020年MOSFET前十大企業分別為英飛凌、Onsemi、ST、Vishay、Renesas、東芝、Alpha and Omega以及被聞泰科技收購的安世半導體，他們大約占據我國高端功率器件約90%的市場份額。而我國功率器件在中低端產品層次競爭較為充分，國產器件在中低端的占比相對較高。不過國內的MOSFET企業這幾年已經開始向高端邁進，相信會逐漸占據一席之地。

國際MOSFET市場預測分布柱狀圖如下：

圖五 國際MOSFET市場預測分布柱狀圖注：圖片來源于東微半導招股書

2019 年全球 MOSFET 器件市場中，英飛凌排名第一，市場占有率達到 24.79%，前十大公司市場占有率達到 74.42%。中國本土企業中，聞泰收購的安世半導體、中國本土成長起來的華潤微電子、揚杰科技進入前十，分別占比 3.93%、3.09%和 1.80%。

國內MOSFET的IDM企業主要有華潤微、士蘭微、揚杰科技以及吉林華微，MOSFET的Fabless企業主要有新潔能、捷捷微電、富滿電子、龍騰半導體、韋爾股份、東微、尚陽通、芯派、芯導科技、諾芯半導體等。

表一 國內MOSFET的IDM企業國內MOS工廠商經營模式MOS型號

華潤微IDM670+

士蘭微IDM370+

吉林華微IDM240+

捷捷微電FABLESS+封測360+

東微半導體FABLESS490+

揚杰科技IDM、FABLESS210+

新潔能FABLESS、（fab+lite）1300+

富滿電子FABLESS+封測60+

龍騰半導體FABLESS500+

韋爾股份FABLESS190+

尚陽通FABLESS250+

芯派科技FABLESS230+

芯導電子FABLESS120+

諾芯半導體FABLESS50+

國內部分MOSFET廠商及其經營模式一覽（數據來源：公司官網公開信息）

對于以上FABLESS模式的代工廠，目前國內MOSFET的晶圓代工廠主要有華虹宏力、華潤上華、上海先進、中芯集成、四川廣義，廣州粵芯等。得益于國內 FAB 廠的技術沉淀與發展，結合國內設計公司的設計優勢，目前部分國產功率器件的性能基本與國際大廠相當。不少公司的部分MOSFET等功率器件產品在技術上處于國內前列，與國際大廠的技術相當。例如龍騰半導體的650V超結MOSFET 產品的Rsp達到了16.45mΩ*cm2，而英飛凌先進的CoolMOSTM P7系列產品Rsp為8.80mΩ*cm2 。

表二 國內MOSFET的晶圓代工廠晶圓代工廠產線

華虹宏力8、12英寸

華潤上華6、8英寸

上海先進5、6、8英寸

中心集成8英寸

四川廣義6英寸

廣州粵芯12英寸

國內主要純MOSFET晶圓代工廠（數據來源：公司官網公開信息）

對比于國際市場，在MOSFET高端技術領域，其實國內廠商與國外廠商差距不大，主要是在制造技術上差距比較大，高端的MOSFET我們是有能力設計和制造生產出來的。據徐吉程的觀點，與國外廠商比，國內廠商的差距有如下幾點：1. 對應用市場理解的深度，2. MOSFET與方案的配合度，方案需要哪些特性的產品很重要，3. 制造工藝的管控度，比如trench的角度和一致性等，4. 封裝工藝的管控程度，5. 測試時的嚴格的程度，6. 先進技術的探索和研發的程度，7.原材料的研究與提升，6. 市場給國內廠商試錯的程度，等等。“相比英飛凌和安森美等國際大公司，我們與之的差距正在逐漸縮小，在器件pitch size，工藝技術等方面可以相互媲美，關鍵的差距在于細節控制，包括細節管控和對高端技術理解的深度。同時還有對終端環境的理解。在終端方案中，一般終端方案在design in時以國外廠商的產品為基礎，等國內器件去替代時，就會有難度，因為不可能制造出與國外廠商完全match的產品來，因此在核心參數上，就會有偏差，甚至引起失效，而如果以國內產品直接design in就會好很多。并且產品出問題時，不要一棍子打死，要給國內廠商解決問題的機會，不斷改善和優化性能，一定能滿足客戶要求，同時國內廠商一定要控制好優化和改進的時間，不能拖得太久?！敝袊鳰OSFET市場預測圖如下：

圖六 中國MOSFET市場預測圖注：圖片來源于東微半導招股書

2019 年，中國 MOSFET 器件市場中，英飛凌排名第一，市占率達到 24.95%，前十大公司市占率達到 74.54%。中國本土企業中，華潤微電子、揚杰科技、聞泰收購的安世半導體和吉林華微電子進入前十，分別占比 4.79%、3.34%、3.28%和 2.93%。

三、置于消費端，MOSFET被用作什么呢？

圖七 中低高壓MOSFET主要應用圖注：圖片來源于東微半導招股書

（一）主要應用端之一充電樁充電樁被列入國家七大“新基建”領域之一。2020 年 5 月兩會期間，《政府工作報告》中強調“建設充電樁，推廣新能源汽車，激發新消費需求、助力產業升級”。公安部交通管理局公布數據顯示，截至 2020 年 6 月新能源汽車保有量有417 萬輛，與 2019 年年底相比增加 36 萬輛，增長率達到 9.45%。伴隨新能源汽車保有量的高速增長，新能源充電樁作為配套基礎設施亦實現了快速增長，截止 2019 年 12月，全國充電基礎設施累計數量為 121.9 萬個，其中公共樁 51.6 萬個，私人樁 70.3 萬個，充電場站建設數量達到 3.6 萬座。公共充電樁由政府機關等具有公共服務性質的機構置辦，服務對象面向所有電動汽車車主。2015 年至 2019 年，全國公共充電樁的數量由 5.8 萬個增長至 51.6 萬個，復合年增長率達到了72.9%。

（二）主要應端之二5G基站5G 基站建設規模2020 年 12 月 15 日在 2021 中國信通院 ICT+深度觀察報告會上，工業和信息化部發言人指出，中國已累計建成 5G 基站 71.8 萬個，推動共建共享 5G 基站 33 萬個。2020 年 12 月 28 日，工信部部長肖亞慶在 2021 年全國工業和信息化工作會議上表示，2021 年將有序推進 5G 網絡建設及應用，加快主要城市 5G 覆蓋，推進共建共享，新建5G 基站 60 萬個以上。

（三）主要應用端之三車規級應用新能源汽車具有成本、效率和環保等優勢。隨著產業鏈逐步成熟、消費者認知度提高、產品多元化以及使用環境的優化和改進，新能源汽車越來越受到消費者的認可，預計未來新能源汽車的滲透率將不斷提高。隨著汽車電動化、智能化、網聯化的變動趨勢，新能源汽車對能量轉換的需求不斷增強，汽車電子將迎來結構性變革，推動車規級功率器件發展。在傳統燃料汽車中，汽車電子主要分布于動力傳動系統、車身、安全、娛樂等子系統中。對于新能源汽車而言，汽車不再使用汽油發動機、油箱或變速器，而由“三電系統”即電池、電機、電控系統取而代之。為實現能量轉換及傳輸，新能源汽車中新增了電機控制系統、DC/DC 模塊、高壓輔助驅動、車載充電系統 OBC、電源管理IC 等部件，其中的功率半導體含量大大增加。從半導體種類上看，汽車半導體可大致分為功率半導體（IGBT 和 MOSFET 等）、MCU、傳感器及其他等元器件。根據Strategy Analytics 分析，傳統燃料汽車中功率半導體芯片的占比僅為 21.0%，而純電動汽車中功率半導體芯片的占比高達 55%。

四、行業護城河深淺如何呢？

（一）技術壁壘半導體分立器件的研發生產過程涉及微電子、半導體物理、材料學、電子線路、機械力學、熱力學等諸多學科，需多種學科的交叉融合，行業內企業需要綜合掌握外延、微細加工、封裝測試等多領域技術或工藝，并加以整合集成。因此，半導體分立器件行業屬于技術密集型行業，技術門檻較高。下游產品呈現多功能化、低能耗、體積輕薄等發展趨勢以及新技術、新應用領域的大量涌現，對半導體分立器件的研發生產提出了非常高的技術要求。具體看，半導體分立器件中的半導體功率器件屬于亞微米級產品，其設計及生產工藝要求極高；半導體功率器件的整體性能不僅與產品本身的研發設計相關，還與芯片代工和封裝測試等工藝端緊密關聯，是芯片研發設計和工藝實現等多項因素綜合作用的結果；研發設計人員不僅需要掌握較強的研發設計能力和豐富的經驗，還需要對工藝端具有深刻的理解和把握，在提出設計方案中需要包含工藝實現方案，并且能夠就單項工藝問題與代工廠進行溝通確認，共同克服工藝難點。

近年來，半導體分立器件的設計和工藝技術發展突飛猛進。因此，企業研發設計人員一方面需持續跟蹤掌握國際先進技術理論、先進工藝方法，另一方面在芯片設計環節不僅要保持分立器件在不同電流、電壓、頻率等應用環境下穩定工作，還需保持開關損耗、導通損耗、抗沖擊能力、耐壓效率維持平衡，對每一項結構參數確認均需經過大量的仿真設計和周密研究，包括刻蝕深度、刻蝕角度、溝槽表面光滑度、溝槽深寬比對器件電性能的影響、刻蝕工藝的負載效應以及后道工序中多晶硅的填充能力、摻雜濃度的均勻性、柵氧化層在器件表面均勻性等多個方面。

下游廣泛的應用領域對半導體分立器件產品的性能和成本提出了差異化的要求，還對產品在各種應用環境甚至惡劣環境下長久可靠、高質量工作提出較高要求，因此研發設計人員需掌握不同應用領域或環境的特點，如工作電壓、極限工作電流、散熱環境、工作頻率、寄生效應等，從而導致不同產品間的結構仿真設計、版圖布局繪制、單項工藝開發以及工藝流程整合差異極大（例如20VMOSFET 器件、200V MOSFET 器件芯片結構與工藝流程差異度達到 70%以上），這些對企業差異化研發能力提出了極高的要求。因此，行業內企業需要擁有豐厚的技術、工藝經驗儲備并持續技術革新和創新，而且能夠在短期內成功開發出多品類、適宜量產的產品，才能在市場上站穩腳步。新進企業很難在短時間內掌握先進技術，亦難以持續保持技術的先進性，這些均構成了較高的技術壁壘。其技術演進路徑如下圖：

圖八 MOSFET技術演進情況圖

（二）人才壁壘半導體分立器件行業是技術密集型行業，行業的高技術門檻同時也造就了該行業的高人才門檻，企業的高素質的經營管理團隊和具備持續創新力的研發團隊的實力決定了企業的核心競爭力。雖然國內半導體分立器件的研究人員較多，但相當一部分人員往往缺乏對半導體分立器件尤其是先進器件產品的長期實踐和經驗積累，缺乏成功的實戰開發經驗，從理論研究到實踐操作仍有很大的跨度。而且，行業內企業在產品技術升級、新產品推出、產品的售后服務上，對生產技術工人、研發技術人才和專業的營銷人才有一定的依賴性，新進入企業很難在短時間內招募到足夠的上述人才，這會對公司的生產效率、產品成本、交貨期等產生重大不利影響。因此，半導體分立器件行業需要既懂芯片設計同時又懂生產制造工藝、器件可靠性及應用的高素質人才，這在很大程度上也提高了該行業企業的準入門檻。

（三）資金壁壘半導體分立器件行業亦屬于資本密集型行業。從行業投入設備看，外延、光刻、蝕刻、離子注入、擴散等工序所必須的高技術研發、生產加工和測試設備主要依靠向歐美、日韓等進口，價格昂貴。從研發設計看，行業內企業從購買仿真軟件和版圖繪制軟件到光刻版制作、芯片代工到芯片成品封裝測試、應用評估、可靠性考核都需要大量資金支持。從日常運營看，行業內企業一方面需要龐大的流動資金來用于芯片代工及芯片封裝測試；另一方面，需要有非常齊全的產品品類來滿足下游各領域的需求，保持足夠的市場占有率和品牌影響力，這就要求企業保持較高的營運資金水平。另外，行業技術更新換代快，產品競爭激烈，對企業的研發投入和人才投入等也有較高的要求。綜上，如果行業內新進企業沒有持

續性高水平的資金投入，將很難與本行業內的現有企業進行競爭。

（四）客戶認證壁壘半導體分立器件很大程度上影響下游產品的質量和性能，因此通過客戶嚴格的認證是進入本行業開展競爭的必要條件。半導體分立器件作為電子信息產業中的一種基礎性功能元器件，最終應用于規模化的下游廠商，包括消費電子、汽車電子、工業電子等。為了保證產品品質及性能的穩定性，下游客戶通常對供應商有較嚴格的認證條件，要求供應商除了具備行業內較領先的技術、產品、服務以及穩定的量產能力外，還須通過行業內質量管理體系認證或下游客戶嚴格的采購認證程序，一旦通過則能與客戶建立起長期、穩定的合作關系。行業新進入者通過下游客戶的認證需要一定的周期以及較高的條件，這對新進入者形成了較高的壁壘。

五、其價格、市場規模等的影響因素是什么呢？

（一）國家產業政策半導體分立器件行業是半導體產業的重要組成部分。發展我國半導體分立器件相關產業，提升國內半導體分立器件研發生產能力是我國成為世界半導體制造強國的必由之路。國家有關部門出臺了《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》等多項政策為半導體分立器件行業的發展提供了政策保障，明確了發展方向。此外，《戰略性新興產業重點產品和服務指

導目錄》等多項政策亦明確了半導體分立器件的地位和范圍，提出了要重點發MOSFET等功率器件的要求。國家相關政策的出臺有利于半導體分立器件行業市場規模的增長，并進一步促進了半導體分立器件行業健康、穩定和有序的發展。

半導體是最基礎的電子器件，產業的終端應用需求面較廣，因而其需求容易受到經濟形勢的影響。宏觀經濟的增長放緩或下滑等不利因素將會導致下游行業需求減少，也將導致半導體分立器件企業收入的波動。近幾年，全球經濟仍處在危機后調整期，地緣政治危機不斷擾動全球經濟。我國經濟亦由高速增長向中高速增長轉換，經濟的結構性調整特征十分明顯，半導體分立器件行業受宏觀經濟波動影響將日益明顯。

（二）市場變動下游應用市場的需求變動對功率半導體行業的發展具有較大的牽引作用。近年來，受汽車電動化、工業自動化及電力清潔化進程的推進，汽車電子、工業電子、可再生能源等領域的穩步增長給功率半導體產品提供了穩定的市場需求。未來，隨著國家經濟結構轉型升級以及 5G、AI、loT 等新興技術的應用，5G 基站、人工智能、物聯網等下游市場將進一步催生出相對可觀的增量需求。此外，下游終端產品的更新換代及科技進步引致的新產品問市也為半導體功率器件的需求提供了有力支撐。

（三）產品自身特點

半導體技術最早源于歐美等發達國家，歐美日廠商經過多年發展，憑借資金、技術、客戶資源、品牌等方面的積累，形成了巨大的領先優勢。公司在高性能功率半導體領域深耕多年，基于多年的技術優勢積累、市場推廣以及優秀的客戶服務能力，已成為國內領先的高性能功率半導體領域的廠商， 是少數在超級結 MOSFET 領域突破海外技術壟斷的本土公司之一。借助產品及技術優勢，公司的品牌知名度和市場認可度不斷提高。同時，公司的下游客戶群體持續擴大，其產品已進入華為、英飛源、維諦技術和麥格米特等多個高知名度客戶，隨著客戶群體的不斷擴展，公司的銷售規模亦不斷增長。

除上述因素外，MOSFET企業享受的稅收優惠政策、政府補助等因素亦會對MOSFET企業的成本、收入等，從而直接對MOSFET的價格、市場規模等造成影響。

審核編輯 ：李倩