近日，SiC晶圓代工龍頭X-FAB發(fā)布公告稱，公司計(jì)劃出資2250萬(wàn)歐元（折合人民幣約1.76億元）收購(gòu)M-MOS Semiconductor Hong Kong Limited（以下簡(jiǎn)稱M-MOS）的全部股份。

據(jù)介紹，M-MOS是一家專注于MOSFET技術(shù)開(kāi)發(fā)的無(wú)晶圓廠（Fabless）公司。M-MOS銷往工業(yè)、消費(fèi)和汽車市場(chǎng)的MOSFET晶圓主要由X-FAB生產(chǎn)。2022年，M-MOS的營(yíng)收為3200萬(wàn)美元（折合人民幣約2.29億元）。此外，根據(jù)M-MOS官網(wǎng)信息，其還具備硅基氮化鎵（GaN-on-Si）功率分立器件技術(shù)研發(fā)能力。

值得注意的是，M-MOS為Xtrion NV的全資子公司，即Xtrion NV為該公司股權(quán)的唯一賣方。由于在2023年11月以前，Xtrion NV一直是X-FAB的主要投資者，兩者按照相關(guān)法律被視為關(guān)聯(lián)方，因此這項(xiàng)交易需要有關(guān)機(jī)構(gòu)審核是否存在利益沖突。

據(jù)X-FAB此前披露的消息，2023年11月，Xtrion將其持有的所有X-FAB股份出售給了其間接股東Elex NV和Sensinnovat BV。Elex NV和Sensinnovat BV分別是Duchatelet家族和De Winter-Chombar家族的投資媒介和控股公司。目前，Elex NV和Sensinnovat BV分別持有X-FAB 25%和24.2%的股份。

X-FAB集團(tuán)CEO Rudi De Winter表示，X-FAB自20多年前在德國(guó)開(kāi)始其分立器件業(yè)務(wù)，隨后在馬來(lái)西亞的工廠為M-MOS生產(chǎn)溝槽MOSFET。X-FAB相信M-MOS的工藝和產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)以及市場(chǎng)知識(shí)將有助于加速X-FAB分立器件業(yè)務(wù)的發(fā)展。


認(rèn)識(shí)MOSFET

MOS管具有輸入阻抗高、噪聲低、熱穩(wěn)定性好；制造工藝簡(jiǎn)單、輻射強(qiáng)，因而通常被用于放大電路或開(kāi)關(guān)電路；

（1）主要選型參數(shù)：漏源電壓VDS（耐壓），ID 連續(xù)漏電流，RDS(on) 導(dǎo)通電阻，Ciss 輸入電容（結(jié)電容），品質(zhì)因數(shù)FOM=Ron * Qg等。

（2）根據(jù)不同的工藝又分為

Trench MOS：溝槽型MOS，主要低壓領(lǐng)域100V內(nèi)；SGT (Split Gate)MOS：分裂柵MOS，主要中低壓領(lǐng)域200V內(nèi)；SJ MOS：超結(jié)MOS，主要在高壓領(lǐng)域 600-800V；

在開(kāi)關(guān)電源中，如漏極開(kāi)路電路，漏極原封不動(dòng)地接負(fù)載，叫開(kāi)路漏極，開(kāi)路漏極電路中不管負(fù)載接多高的電壓，都能夠接通和關(guān)斷負(fù)載電流。是理想的模擬開(kāi)關(guān)器件。這就是MOS管做開(kāi)關(guān)器件的原理。

從市場(chǎng)份額看，MOSFET幾乎都集中在國(guó)際大廠手中，其中英飛凌2015年收購(gòu)了IR（美國(guó)國(guó)際整流器公司）成為行業(yè)龍頭，安森美也在2016年9月完成對(duì)仙童半導(dǎo)體的收購(gòu)后，市占率躍升至第二，然后銷售排名分別是瑞薩、東芝、萬(wàn)國(guó)、ST、威世、安世、美格納等等；與活躍于中國(guó)大陸的國(guó)際廠商相比，國(guó)產(chǎn)企業(yè)優(yōu)勢(shì)不明顯，但這不能說(shuō)國(guó)產(chǎn)沒(méi)有機(jī)會(huì)，中國(guó)大陸是世界上產(chǎn)業(yè)鏈最齊全的經(jīng)濟(jì)活躍區(qū)，在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域活躍著一批本土制造企業(yè)，目前已基本完成產(chǎn)業(yè)鏈布局，且處于快速發(fā)展中；特別是MOSFET領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)在中低壓領(lǐng)域替換進(jìn)口品牌潛力最大，且部分國(guó)產(chǎn)、如士蘭、華潤(rùn)微（中航）、吉林華微等都在努力進(jìn)入世界排名。


5G+汽車電勱化，功率MOS下游需求旺盛

通信：5G帶來(lái)基站MOSFET需求。根據(jù)英飛凌，5G基站采用的MOSFET等功率半導(dǎo)體用量是4GLTE基站的4倍以上。其中主要驅(qū)動(dòng)力來(lái)自于Massive MIMO射頻天線、小基站、霧運(yùn)算的需求提升。

5G帶來(lái)基站MOSFET需求。5G基站天線集成無(wú)源、有源設(shè)備。4G和5G基站之間最大的區(qū)別是天線設(shè)計(jì)的改變。4G系統(tǒng)的天線單元是完全無(wú)源的，意味著它只能接收和傳輸信號(hào)，不進(jìn)行任何處理。無(wú)線電遙控裝置（RRU）負(fù)責(zé)信號(hào)處理。為了提高5G天線的性能，滿足不同頻譜的需求，天線中加入了大量的MIMO。由于集成了一個(gè)無(wú)源天線和一個(gè)RRU,5G基站天線的基本架構(gòu)因此改變，這也使得5G AAU天線成為一個(gè)集成了無(wú)源和有源組件的射頻設(shè)備。

宏基站、小基站數(shù)量上升。根據(jù)賽迪咨詢數(shù)據(jù)，中國(guó)宏基站數(shù)量將在2023年達(dá)到10。萬(wàn)個(gè)，小基站也受5G需求推動(dòng)。

5G帶來(lái)基站電源MOSFET需求。根據(jù)EET的數(shù)據(jù)，5G基站功率比4G基站高出4700W，增長(zhǎng)約67%。由亍5G基站需要采用Massive MIMO等技術(shù)，5G基站的AAU轷出功率由4G的40W——80W上升到200W甚至更高，同時(shí)由亍處理的數(shù)據(jù)量大幅度增加，BBU的功率也大幅度提升。

快充：用戶需求催生快充需求。手機(jī)使用時(shí)間提升。根據(jù)Statista數(shù)據(jù)，2020年全球每人一天使用手機(jī)上網(wǎng)的時(shí)間達(dá)到了143分鐘，2021年將達(dá)到155分鐘。手機(jī)使用時(shí)間的增加將會(huì)增加手機(jī)電池的消耗。

手機(jī)硬件更新迭代，耗電量提升。（1）120Hz高刷新率。120Hz逐漸成為了安卓旗艦機(jī)的標(biāo)配。提高屏幕的刷新率將會(huì)使使用者擁有更高的流暢感。（2）5G射頻元器件數(shù)量增多。5G手機(jī)由于通信信號(hào)頻段需求，功率放大器、雙工器、LNA、濾波器數(shù)量都會(huì)高于4G手機(jī)。射頻元器件數(shù)量增多也帶來(lái)了通信中電量消耗的增多。（3）高性能CPU帶來(lái)耗電量提升。

小體積、高開(kāi)關(guān)速度、低成本、高集中度，GaN-MOS逐步替代硅基MOSFET。隨著人們對(duì)充電效率的要求逐步提高，手機(jī)充電出現(xiàn)了 "快充"模式，即通過(guò)提高電壓來(lái)達(dá)到高電流高功率充電，但高電壓存在安全隱患，需要添加同步整流的MOS管來(lái)調(diào)整；后來(lái)出現(xiàn)較為安全的"閃充"模式，即通過(guò)低電壓高電流來(lái)實(shí)現(xiàn)高速充電，這對(duì)同步整流MOS管的要求更高，目前較為普遍的是GaN-mos管，它可以實(shí)現(xiàn)發(fā)熱少、體積小的目的。

OPPO50W餅干GaN快充、小米65WGaNPD快充均采用了納微GaN功率芯片。納微GaN功率芯片目前已經(jīng)被安克創(chuàng)新、AUKEY、belkin、Baseus、RAVPower等多家品牌廠商采用。隨著GaN功率器件成本降低，GaN材料的應(yīng)用將推動(dòng)充電器向高效、小型化的方向推動(dòng)。以小米65WGaNPD快充充電器為例，相比普通65WPD快充和45WPD快充，使用GaN將有效縮小快充充電頭體積。

電動(dòng)車：根據(jù)美國(guó)WardsAuto.com統(tǒng)計(jì),2017年全球汽車銷量超過(guò)9000萬(wàn)輛，隨著新能源汽車替代率逐步上升，將持續(xù)拉動(dòng)功率MOSFET市場(chǎng)的需求。

美國(guó)政府投資了240萬(wàn)美元用于發(fā)展美國(guó)電動(dòng)汽車行業(yè)，政府的鼓勵(lì)性政策推動(dòng)了美國(guó)的新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，幫助美國(guó)經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇。

國(guó)產(chǎn)電動(dòng)車需求起量。根據(jù)中汽協(xié)發(fā)布的產(chǎn)銷數(shù)據(jù)，2018年，新能源汽車產(chǎn)量及銷量分別為127萬(wàn)輛和125.6萬(wàn)輛，同比分別增長(zhǎng)59.9%和61.7%。2019年，新能源汽車產(chǎn)量及銷量都略有下降，分別為124.2萬(wàn)輛和120.6萬(wàn)輛。

功率器件是電車之心。據(jù)富士電機(jī)資料，汽車電子的核心是MOSFET和IGBT，無(wú)論是在引擎、或者驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的變速箱控制和制動(dòng)、轉(zhuǎn)向控制中還是在車身中，都離不開(kāi)MOSFET。在傳統(tǒng)汽車中的助力轉(zhuǎn)向、輔助剎車以及座椅等控制系統(tǒng)等，都需要加上電機(jī)，所以傳統(tǒng)汽車的內(nèi)置電機(jī)數(shù)量迅速增長(zhǎng)，帶動(dòng)了MOSFET的市場(chǎng)增長(zhǎng)。新能源汽車中，除了傳統(tǒng)汽車用到的半導(dǎo)體需求之外，還包括BMS、EPS、車身控制模塊網(wǎng)關(guān)ECU、ADAS等。

電控中主要是逆發(fā)器，擔(dān)負(fù)著電控系統(tǒng)中將動(dòng)力電池直流電能轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需交流發(fā)頻電能的功能，逆發(fā)器主要是Si-IGBT模塊，所以IGBT模塊相當(dāng)于汽車動(dòng)力系統(tǒng)的"CPU"。逆發(fā)器中需要使用6個(gè)IGBT和6個(gè)二極管。

主逆發(fā)器將電池中儲(chǔ)備的直流電流轉(zhuǎn)變?yōu)槿嘟涣麟妬?lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。通常主逆發(fā)器的功率器件多為IGBT與二極管的組合。依靠低傳導(dǎo)損耗、低開(kāi)關(guān)損耗等優(yōu)勢(shì),SiC MOSFET越來(lái)越受到關(guān)注。

逆發(fā)器設(shè)計(jì)取決于汽車額定功率,額定功率和直流總線電壓成正比。DC/DC轉(zhuǎn)換器通過(guò)發(fā)壓器和功率器件將高電池電壓轉(zhuǎn)換為低電流電壓。升壓器需要2個(gè)IGBT將直流母線電壓從200V升到500V。DC/DC使用SiC MOSFET可以支持高速開(kāi)關(guān)工作，在提高安全性的同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)小型化和高性能。

方便的充電基礎(chǔ)設(shè)施是電動(dòng)汽車普及的基礎(chǔ)，并且需要在各種天氣條件下大功率的充電。充電的時(shí)間越短，用戶的充電體驗(yàn)越好。

車載充電器可將交流電壓(100V-240V)轉(zhuǎn)換為直流電壓，主要通過(guò)AC/DC轉(zhuǎn)換器。為了縮短充電時(shí)間需要，隨著快速充電標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電壓發(fā)高，電池電壓也有著變高的趨勢(shì)，因此SiC MOSFET將會(huì)逐漸在充電樁中滲透。