行業丨半導體行業系列-分立器件

相對集成電路而言，分立器件的「分立」專指單一的一個器件，具有單一基本功能，而不像集成電路，具有很多元部件組成。

半導體分立器件作為半導體產業的兩大分支之一，具有廣泛的應用範圍和不可替代性。

半導體分立器件種類繁多，而本文中討論的分立器件以分立功率器件為主，不包括光電半導體、傳感器等特殊分類。

常用的半導體分立器件主要包括二極體、電晶體、晶閘管等。

二極體

二極體又稱晶體二極體，是傳統意義上應用最為廣泛的半導體元件。

而談到二極體就不得不提到最經典的PN結。

在同一片半導體基片上，如果分別製造出P型（空穴型半導體）和N型（電子型半導體）半導體，那麼在它們的交介面處就會形成一個特殊的電荷區，稱為PN結。

由於電子總是傾向於從電荷濃度高的P型流向電荷濃度低的N型，因此當PN結受到外加正向電壓時，會呈現低電阻的特性；而受到反向電壓時，會呈現高電阻特性。

二極體最直接的用途就是將交流電轉換為直流電。

但實際上根據結構、工藝和材料不同，有諸多分類。

例如通常所說的LED，其實就是指發光二極體。

各種類型的二極體

電晶體

廣義上的電晶體也包括二極體，但國內習慣上專指晶體三極體。

雙極性三極體

與二極體相比，雙極性三極體的結構更為複雜，有矽材料、鍺材料、NPN型和PNP型等區別。

因為內部具有兩個PN結，並且可採用材料和設計結構的組合更多，電晶體用途也更加多樣。

電晶體可具有檢波、整流、放大、開關、穩壓、信號調製等多種功能。

電晶體利用電訊號來控制自身的開合，而且開關速度可以非常快，切換速度甚至可達100GHz以上。

實際上，因為電晶體的低成本和靈活性，才引發了後來的數字化、信息化浪潮。

儘管仍有大量的單體電晶體還在使用，絕大多數電晶體還是和電阻、電容一起裝配在晶片上構成集成電路。

一個邏輯門往往包含數十個電晶體，而目前使用的計算機處理器所含的電晶體數量遠在億級以上。

各類三極體

場效應管

嚴格來講場效應管也是電晶體的一種，但通常的場效應管是電壓控制單元，而晶體三極體則是電流控制單元。

按照原理可分為結型場效應和絕緣柵場效應管等。

場效應管往往在數字電路中作為開關使用。

絕緣柵型的場效應管具有柵極電阻極大的特點，多應用於高壓條件下的交流電機、變頻器、開關電源等領域。

除此之外，場效應管也屬於大規模集成電路的基礎器件。

晶閘管和可控矽

晶閘管是晶體閘流管的簡稱，又稱作可控矽整流器。

晶閘管具有PNPN結構，一般用作整流器，能在高電壓、大電流條件下工作，且其工作過程可以控制，是用途非常廣泛的功率元件。

比較常見的用途包括家用電器的調光燈、調速風扇、空調、電視機、洗衣機、照相機、聲光電路、定時控制器、遙控器、工控設備等。

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行業現狀

半導體分立器件供給側長期處於穩定狀態。

並且因為需求側的必需性較強，整體供需長期處於平衡狀態。

全球半導體分立器件應用最大的領域是汽車，其次是工業和消費電子，且汽車領域占比近年來持續上升。

行業有望受益於新能源汽車和智能駕駛。

總體規模上來看，分立器件的產業鏈一直都在向中國轉移，預計大陸半導體分立器件銷售額將呈現成長擴大格局。

隨著環保節能以及新技術的發展，汽車電子、充電樁等領域逐漸成為分立器件的新增需求市場。

國內半導體分立器件行業的整體發展水平尚處於初級階段，產能也主要集中於低端產品領域，以功率器件為代表的高技術、高附加值、市場份額更大的中高端領域仍由國外半導體企業占據。

但由於半導體功率器件並不追求先進位程，此部分有利於大陸廠商進行技術的追趕，特別是通過購併國際功率器件廠商來實現技術引進融合。

顯然中長期大陸廠商將會以實現半導體分立器件進口替代為目標。

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＊以上內容來源於港澳資訊申港專欄。

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