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晶圆代工龙头X-FAB收购M-MOS,MOSFET需求迎来快速增长
2024-01-09 来源:贤集网
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关键词: 晶圆 电路 英飞凌

近日,SiC晶圆代工龙头X-FAB发布公告称,公司计划出资2250万欧元(折合人民币约1.76亿元)收购M-MOS Semiconductor Hong Kong Limited(以下简称M-MOS)的全部股份。

据介绍,M-MOS是一家专注于MOSFET技术开发的无晶圆厂(Fabless)公司。M-MOS销往工业、消费和汽车市场的MOSFET晶圆主要由X-FAB生产。2022年,M-MOS的营收为3200万美元(折合人民币约2.29亿元)。此外,根据M-MOS官网信息,其还具备硅基氮化镓(GaN-on-Si)功率分立器件技术研发能力。

值得注意的是,M-MOS为Xtrion NV的全资子公司,即Xtrion NV为该公司股权的唯一卖方。由于在2023年11月以前,Xtrion NV一直是X-FAB的主要投资者,两者按照相关法律被视为关联方,因此这项交易需要有关机构审核是否存在利益冲突。



据X-FAB此前披露的消息,2023年11月,Xtrion将其持有的所有X-FAB股份出售给了其间接股东Elex NV和Sensinnovat BV。Elex NV和Sensinnovat BV分别是Duchâtelet家族和De Winter-Chombar家族的投资媒介和控股公司。目前,Elex NV和Sensinnovat BV分别持有X-FAB 25%和24.2%的股份。

X-FAB集团CEO Rudi De Winter表示,X-FAB自20多年前在德国开始其分立器件业务,随后在马来西亚的工厂为M-MOS生产沟槽MOSFET。X-FAB相信M-MOS的工艺和产品设计知识以及市场知识将有助于加速X-FAB分立器件业务的发展。


认识MOSFET

MOS管具有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好;制造工艺简单、辐射强,因而通常被用于放大电路或开关电路;

(1)主要选型参数:漏源电压VDS(耐压),ID 连续漏电流,RDS(on) 导通电阻,Ciss 输入电容(结电容),品质因数FOM=Ron * Qg等。

(2)根据不同的工艺又分为

Trench MOS:沟槽型MOS,主要低压领域100V内;SGT (Split Gate)MOS:分裂栅MOS,主要中低压领域200V内;SJ MOS:超结MOS,主要在高压领域 600-800V;

在开关电源中,如漏极开路电路,漏极原封不动地接负载,叫开路漏极,开路漏极电路中不管负载接多高的电压,都能够接通和关断负载电流。是理想的模拟开关器件。这就是MOS管做开关器件的原理。

从市场份额看,MOSFET几乎都集中在国际大厂手中,其中英飞凌2015年收购了IR(美国国际整流器公司)成为行业龙头,安森美也在2016年9月完成对仙童半导体的收购后,市占率跃升至第二,然后销售排名分别是瑞萨、东芝、万国、ST、威世、安世、美格纳等等;与活跃于中国大陆的国际厂商相比,国产企业优势不明显,但这不能说国产没有机会,中国大陆是世界上产业链最齐全的经济活跃区,在功率半导体领域活跃着一批本土制造企业,目前已基本完成产业链布局,且处于快速发展中;特别是MOSFET领域,国产在中低压领域替换进口品牌潜力最大,且部分国产、如士兰、华润微(中航)、吉林华微等都在努力进入世界排名。


5G+汽车电劢化,功率MOS下游需求旺盛

通信:5G带来基站MOSFET需求。根据英飞凌,5G基站采用的MOSFET等功率半导体用量是4GLTE基站的4倍以上。其中主要驱动力来自于Massive MIMO射频天线、小基站、雾运算的需求提升。

5G带来基站MOSFET需求。5G基站天线集成无源、有源设备。4G和5G基站之间最大的区别是天线设计的改变。4G系统的天线单元是完全无源的,意味着它只能接收和传输信号,不进行任何处理。无线电遥控装置(RRU)负责信号处理。为了提高5G天线的性能,满足不同频谱的需求,天线中加入了大量的MIMO。由于集成了一个无源天线和一个RRU,5G基站天线的基本架构因此改变,这也使得5G AAU天线成为一个集成了无源和有源组件的射频设备。

宏基站、小基站数量上升。根据赛迪咨询数据,中国宏基站数量将在2023年达到10。万个,小基站也受5G需求推动。

5G带来基站电源MOSFET需求。根据EET的数据,5G基站功率比4G基站高出4700W,增长约67%。由亍5G基站需要采用Massive MIMO等技术,5G基站的AAU轷出功率由4G的40W——80W上升到200W甚至更高,同时由亍处理的数据量大幅度增加,BBU的功率也大幅度提升。

快充:用户需求催生快充需求。手机使用时间提升。根据Statista数据,2020年全球每人一天使用手机上网的时间达到了143分钟,2021年将达到155分钟。手机使用时间的增加将会增加手机电池的消耗。



手机硬件更新迭代,耗电量提升。(1)120Hz高刷新率。120Hz逐渐成为了安卓旗舰机的标配。提高屏幕的刷新率将会使使用者拥有更高的流畅感。(2)5G射频元器件数量增多。5G手机由于通信信号频段需求,功率放大器、双工器、LNA、滤波器数量都会高于4G手机。射频元器件数量增多也带来了通信中电量消耗的增多。(3)高性能CPU带来耗电量提升。

小体积、高开关速度、低成本、高集中度,GaN-MOS逐步替代硅基MOSFET。随着人们对充电效率的要求逐步提高,手机充电出现了 "快充"模式,即通过提高电压来达到高电流高功率充电,但高电压存在安全隐患,需要添加同步整流的MOS管来调整;后来出现较为安全的"闪充"模式,即通过低电压高电流来实现高速充电,这对同步整流MOS管的要求更高,目前较为普遍的是GaN-mos管,它可以实现发热少、体积小的目的。

OPPO50W饼干GaN快充、小米65WGaNPD快充均采用了纳微GaN功率芯片。纳微GaN功率芯片目前已经被安克创新、AUKEY、belkin、Baseus、RAVPower等多家品牌厂商采用。随着GaN功率器件成本降低,GaN材料的应用将推动充电器向高效、小型化的方向推动。以小米65WGaNPD快充充电器为例,相比普通65WPD快充和45WPD快充,使用GaN将有效缩小快充充电头体积。

电动车:根据美国WardsAuto.com统计,2017年全球汽车销量超过9000万辆,随着新能源汽车替代率逐步上升,将持续拉动功率MOSFET市场的需求。

美国政府投资了240万美元用于发展美国电动汽车行业,政府的鼓励性政策推动了美国的新能源汽车产业的快速发展,帮助美国经济复苏。

国产电动车需求起量。根据中汽协发布的产销数据,2018年,新能源汽车产量及销量分别为127万辆和125.6万辆,同比分别增长59.9%和61.7%。2019年,新能源汽车产量及销量都略有下降,分别为124.2万辆和120.6万辆。

功率器件是电车之心。据富士电机资料,汽车电子的核心是MOSFET和IGBT,无论是在引擎、或者驱动系统中的变速箱控制和制动、转向控制中还是在车身中,都离不开MOSFET。在传统汽车中的助力转向、辅助刹车以及座椅等控制系统等,都需要加上电机,所以传统汽车的内置电机数量迅速增长,带动了MOSFET的市场增长。新能源汽车中,除了传统汽车用到的半导体需求之外,还包括BMS、EPS、车身控制模块网关ECU、ADAS等。

电控中主要是逆发器,担负着电控系统中将动力电池直流电能转换成驱动电机所需交流发频电能的功能,逆发器主要是Si-IGBT模块,所以IGBT模块相当于汽车动力系统的"CPU"。逆发器中需要使用6个IGBT和6个二极管。

主逆发器将电池中储备的直流电流转变为三相交流电来驱动电机。通常主逆发器的功率器件多为IGBT与二极管的组合。依靠低传导损耗、低开关损耗等优势,SiC MOSFET越来越受到关注。

逆发器设计取决于汽车额定功率,额定功率和直流总线电压成正比。DC/DC转换器通过发压器和功率器件将高电池电压转换为低电流电压。升压器需要2个IGBT将直流母线电压从200V升到500V。DC/DC使用SiC MOSFET可以支持高速开关工作,在提高安全性的同时还可以实现小型化和高性能。

方便的充电基础设施是电动汽车普及的基础,并且需要在各种天气条件下大功率的充电。充电的时间越短,用户的充电体验越好。

车载充电器可将交流电压(100V-240V)转换为直流电压,主要通过AC/DC转换器。为了缩短充电时间需要,随着快速充电标准规定电压发高,电池电压也有着变高的趋势,因此SiC MOSFET将会逐渐在充电桩中渗透。



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