功率半導體器件主要包括功率分立器件、功率模組和功率集成電路（功率 IC）。 功率分立器件主要包括:功率二極管;功率晶體管;晶閘管類器件。其中常見的功率晶體管包括以 VDMOS 為代表的功率 MOS 器件、絕緣柵雙極晶體管 IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistors）和功率雙極晶體管（Power BJT： Power Bipolar Junction Transistors）。功率晶體管和晶閘管又可統稱為功率開關器件（Power Switches）。

半導體器件分類

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　　功率半導體器件的發展歷程可從不同維度來看：

功率器件類型及發展歷程

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　　1. 功率分立器件、功率模組與功率 IC

　　功率分立器件從最初的二極管到高端 IGBT、 MOS 類器件，根據耐壓、工作頻率不同，各自適用于不同領域。其中 MOS 類器件占據著整個功率半導體市場單類產品的最大份額， 約為 25%； IGBT 是目前最熱門且最具潛力的功率半導體器件， 2015 年 IGBT 分立器件約占 10%的市場份額，相關模組產品約占 30%； 晶閘管是目前耐壓容量最高（12kV）與電流容量最大（10kA）的功率器件。

　　功率模塊是指將多個功率器件芯片以絕緣方式組裝到金屬基板上進行模塊化封裝的功率半導體產品。 相比于分立器件，功率模塊電壓規格更高、工作更可靠。目前功率模塊產品約占整個功率半導體市場的 30%左右，市場占比逐年上漲。 IGBT 模塊是當前最熱門的功率模塊化產品。

IGBT 模塊結構簡圖

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功率模塊主要優勢

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　　相結合的產物，即將功率器件及其驅動電路、保護電路、接口電路等外圍電路集成在一個或幾個芯片上。功率 IC 產品約占功率半導體市場 25%左右。

　　按照集成方式與性能特點，功率集成電路一般可以分為：高壓集成電路（High Voltage IC—HVIC）；智能功率集成電路（Smart Power IC—SPIC）；智能功率模塊（Intelligent Power Module—IPM）。

三種功率 IC 對比

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三菱電機車載 HVIC（600V）及工作原理圖

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　　2. 市場趨勢：模塊化、集成化大勢所趨，多產業驅動市場增長

　　現代功率半導體器件的制造技術與超大規模集成電路類似，都以微細加工和 MOS 工藝為基礎，因此也使得功率半導體得以模塊化、集成化，促進了功率模塊和功率 IC 的迅速發展:一方面，隨著工藝技術的不斷升級以及高壓大功率需求不斷提升，功率器件需要具有更高性能、更快速度、更小體積，多芯片連接封裝從而實現模塊化是必然趨勢；另一方面，隨著應用領域不斷擴張和深入，驅使功率 IC 實現更高的效率、更優異的控制功能、更簡化的外圍布局設計，因此高度集成化也成為極重要的發展方向。

2010—2020 年全球功率器件市場規模（按器件類型區分）

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　　相比分立器件，模塊化器件能有效提升功率器件價值。 功率器件模塊化使得器件體積更小， 功能更強大， 相應產品價值會更高。在市場需求之下，預期到 2020 年， 隨著功率半導體應用的拓展升級，尤其是在新能源汽車領域的應用帶動之下，功率模組的產值將翻倍。

2010—2020 年全球功率模組市場規模（按應用領域區分）

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　　3. 封裝技術演進：小型化、大功率、高能效

　　功率分立器件和功率模組的封裝工藝演化趨勢相同，都是向器件小型化、大功率應用、高能量效率方向進展。

功率分立器件封裝尺寸逐年下降

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　　功率模塊幾乎應用于所有大功率工業產品中， 各種應用領域的不同要求使得功率模組每一部分都面臨改進創新。從封裝工藝上來看，加裝基板的功率模塊是一種標準設計（約占 70%—80%）， DBC（直接覆銅工藝）是應用最廣泛的封裝工藝，這種工藝封裝的模塊通常復雜昂貴。 未來功率半導體封裝工藝將向更加優異的 Fan-out 封裝發展。

功率模組封裝設計路線圖

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功率半導體封裝方案

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