功率半导体分立器件行业分析报告
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关键词：半导体，功率，分立器件，集成电路
深圳市创新投资集团有限公司发展研究中心
目录
导言................................................................ 1 一、功率半导体器件行业基本情况...................................... 2 二、国内外市场竞争状况与发展趋势.................................... 6 三、行业的产业链分析............................................... 11 四、行业政策法规分析............................................... 17 五、本行业已上市公司领先信息....................................... 22 六、本行业未上市公司领先信息....................................... 24 七、行业投资策略及主要应关注的风险点............................... 30
总所周知，功率半导体器件是电力电子应用产品的基础。近年来，由于器件 被应用的需要所激励，发展很迅速。一代新器件总会带动一代新装置登上应用的 舞台，使之体积更小，重量更轻，更加安全可靠，更加节能，并开拓出更新的应 用领域。半导体分立器件作为半导体器件基本产品门类之一，是介于电子整机行 业和原材料行业之间的中间产品，是电子信息产业的基础和核心领域之一。
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在全球半导体市场中的地位将随之进一步提升。从行业发展趋势来看，IC 设计 业仍将是国内集成电路产业中最具发展活力的领域。
在创业板推出的鼓舞下，一批国内 IC 设计企业正在积极筹划上市融资。如 这些企业的 IPO 计划得以顺利实现，则不仅将为国内 IC 设计业注入大批发展资 金，更重要的是通过财富效应的彰显，将吸引更多的风险投资与海内外高端人才 投入到 IC 设计领域，从而推动国内 IC 设计行业的发展。
一、功率半导体器件行业基本情况
（一）、功率半导体器件简介 随着科学技术的飞速发展，半导体技术形成了两大分支：一个是以大规模集 成电路为核心的微电子技术，实现对信息的处理、存储与转换；另一个则是以功 率半导体器件为主，实现对电能的处理与变换。功率半导体器件与大规模集成电 路一样具有重要价值，在国民经济和社会生活中具有不可替代的关键作用。 功率半导体器件又称电力电子器件,包括功率分立器件和功率集成电路, 用 于对电流、电压、频率、相位、相数等进行变换和控制,以实现整流（AC/DC）、 逆变 DC/AC 、斩波 DC/DC 、开关、放大等各种功能，是能耐高压或者能承受 大电流的半导体分立器件和集成电路。在功率电子电路，例如整流电路、变频调 速电路、开关电源电路、UPS 电路中，功率半导体器件一般都是起开关作用，因 为用在开、关两个状态下半导体器件功率损耗较小。上世纪 80 年代以后，随着 新型功率半导体器件如 VDMOS、IGBT 及功率集成电路的兴起，功率半导体器 件步入一个新的领域，除了驱动电机之外，还为信息系统提供电源的功能也越来 越引人注目。因此，功率半导体器件在系统中的地位已不仅限于“四肢”，而是 为整个系统“供血”的“心脏”。 因此，使用功率半导体器件的最根本的目的，一是为了将电压、电流、频率 转换到负载所需要的数值，二是为了更有效地利用电能。功率半导体器件的广泛 应用可以实现对电能的传输转换及最佳控制，大幅度提高工业生产效率、产品质 量和产品性能，大幅度节约电能、降低原材料消耗，它已经愈加明显地成为加速 实现我国能源、通信、交通等量大面广基础产业的技术改造和技术进步的支柱。 例如在绿色照明工程中，在节能灯中使用 VDMOS 产品将提高节能灯的性能及寿
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导言
集成电路行业是国民经济的关键基础行业，在国民经济中占据着十分重要的 战略地位。2004 年以来，我国集成电路行业工业产值高速增长，平均增速大大 高于同期 GDP 增速，集成电路行业工业产值占 GDP 的比重总体上呈上升态势。 集成电路行业包括集成电路设计、集成电路制造、集成电路封装测试等三个子行 业。集成电路行业是资本/技术双密集型行业，技术更新快，资本密集度不断加 大，规模经济特征明显。
自 2008 年三季度以来，由于受全球金融危机迅速波及实体经济的影响，国 内外半导体市场迅速出现大幅下滑，国内集成电路产业受以上因素的影响也出现 前所未有的深度下滑，2009 年我国 IC 产业出现较大幅度的负增长。从 2009 年 IC 设计、芯片制造以及封装测试三业发展来看，其情况不尽相同。IC 设计业受 家电下乡、家电以旧换新、3G 网络建设等一系列刺激内需政策的拉动下逆势增 长，全年 IC 设计业增速超过 11%，规模超过 260 亿元。与 IC 设计业主要面向内 需市场不同，国内芯片制造与封装测试业的对外依存度极高，受国际市场的影响 也更大。受出口大幅下滑的影响，2009 年芯片制造与封装测试业出现了较大幅 度的下降。但随着国家拉动内需政策的迅速制定与深入实施，以及国际市场环境 的逐步好转，国内集成电路产业已经呈现显著的触底回升势头。
研究报告
题目：功率半导体分立器件
作者: 时间:
肖钢 2010-9-30
深圳市创新投资集团有限公司 创业投资发展研究中心
2010-9-30 深创投研字第 0001 号
深圳市创新投资集团有限公司发展研究中心
内容摘要
集成电路的发明，是20世纪人类科技史最伟大的发明之一。以集成电路为代 表的半导体产业作为信息产业的基础和核心，是国民经济和社会发展的战略性产 业，在推动经济发展、社会进步，提高人民生活水平以及保障国家安全等方面正 发挥着日益重要的作用，已成为当前国际科技和产业竞争的焦点，也是衡量一个 国家和地区现代化程度和综合国力的重要标志。
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命，彻底纠正节能灯在人们头脑中留下的寿命短、节电不省钱的印象，使节能灯 应用到千家万户。IGBT（绝缘栅双极晶体管）的出现及在空调、UPS 电源等中 的广泛应用，使效率得到大幅提高，同时体积也大幅缩小。如逆变焊机原来要两 个人才能拿动，采用了 IGBT 器件之后，体积只有书包大小，重量仅为几公斤， 同时其性能、效率及可靠性等也得到质的改进。
“十一五”期间，海外电子信息产业的制造环节将继续以较快速度向我国转 移，我国将逐渐成为全球最重要信息产业制造基地，这为我国电子元器件产业带 来良好的发展空间。由于集成电路及其它半导体器件所具有的特殊战略地位，已 被国家国民经济和社会发展“十一五”规划、国家科技中长期发展规划纲要、国家 信息产业发展“十一五”规划列为重点支持的科技和产业予以加快发展。特别是党 的十七大明确提出工业化、信息化、城镇化、市场化、国际化和加快信息化和工 业化的融合战略，更为信息产业特别是半导体器件产业的发展带来了更大的机 遇。
（2）光刻工艺技术 光刻工艺是半导体工艺技术中最关键的技术之一，也是反映半导体工艺技术 水平的重要指标。光刻工艺是将掩膜（光刻板）图形转移到衬底表面的光刻胶上 形成产品所需要图形的工艺技术，光刻机的精度一般是指光刻时所得到的光刻图 形的最小尺寸。分辨率越高,就能得到越细的线条，集成度也越高。对于高端 Trench 工艺技术的功率半导体器件，光刻生产工艺采用 8 英寸硅片，0.5um 技术。 （3）刻蚀工艺技术 刻蚀是用物理或化学的方法有选择地从硅片表面去除不需要的材料的过程， 刻蚀的基本作用是准确地复制掩膜图形，以保证生产线中各种工艺正常进行。湿 法刻蚀是通过合适的化学溶液与所欲蚀刻的材质进行化学反应，然后转成可溶于 此溶液的化合物，而达到去除的目的；干法刻蚀是利用等离子原理有选择地从硅 片表面去除不需要的材料的过程。而等离子增强反应离子刻蚀、电子回旋共振刻 蚀（ECR）、感应耦合等离子体刻蚀（ICP）等其他先进蚀刻技术能够满足细线条 产品的需求，特别是高端功率器件的 Trench 蚀刻工艺，既能满足 Trench 线宽要 求，又能使其沟槽垂直度达到 95%以上。 （4）离子注入工艺技术 离子注入是通过高技术设备将器件需要的掺杂元素注入到硅片中。其基本工 艺原理是:利用离子源产生的等离子体，在低压下把气态分子借电子的碰撞而离 化成离子，经过引出离子电极（吸极）、质量分析器、加速管、扫描系统、工艺 腔体等工艺设备将掺杂元素注入到硅片中。离子注入工艺的技术水平主要体现在 束流和能量两个方面，高性能的离子注入束流可以小到 100 微安以下，大到几十 毫安以上;能量小到 40KeV 以下，大到 400KeV 以上。 （5）扩散工艺技术
展望 2010 年，随着世界经济的逐步复苏，国内外集成电路市场将显著回升。 在市场需求的拉动下，预计国内集成电路产业也将呈现快速回升增长的势头。从 世界市场来看，根据 WSTS 的预测，2010 年全球半导体市场将出现 12.2%的大 幅增长，其规模将基本恢复到 2008 年的水平其中亚太地区仍将是全球几大主要 市场中增长最快的区域，其 2010 年的市场增速预计将达到 13.3%。从国内市场 需求看，与全球市场类似，预计 2010 年我国 IC 市场需求也将实现大幅增长。在 3G 手机、平板电视、便携式数码产品、汽车电子等行业电子市场持续增长的带 动下，预计国内 IC 市场 2010 年的增速将达到 15%以上。在功率器件市场上，虽 然功率器件市场在 2008 年增速大幅放缓，首次出现个位数增长，然而随着节能 环保需求的持续提高，电源管理 IC、MOSFET 和 IGBT 的高端产品仍将保持一 定稳定增长，其中 3G、数字电视和汽车电子领域将成为未来应用的重点。中国
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外延工艺是根据不同硅源（SIH2CL2、SIHCL3、SICL4），在 1100-1180℃温 度下在硅片表面再长一层/多层本征（不掺杂）、N 型（掺 PH3）或 P 型（掺 B2H6） 的单晶硅，并把硅层的厚度和电阻率，厚度和电阻率的均匀性、表面的缺陷控制 在允许范围内。功率半导体器件的外延生产工艺技术标准一般要求达到厚度 40-80±5um,厚度和电阻率均匀性控制在 5%以内。
（二）、国内外功率半导体分立器件技术现状 随着终端产品的整体技术水平要求越来越高，功率半导体分立器件技术也在 市场的推动下不断向前发展，CAD 设计、离子注入、溅射、MOCVD、多层金属 化、亚微米光刻等先进工艺技术已应用到分立器件生产中，高端半导体分立器件 产品的技术含量和制造难度都不亚于大规模集成电路。目前美国、日本等发达国 家的功率器件领域，很多 VDMOS、IGBT 产品已采用 VLSI 的微细加工工艺进 行制作，生产线已大量采用 8 英寸、0.18 微米工艺技术，大大提高了分立器件的 性能。 由于高性能功率半导体分立器件技术含量高，制造难度大，目前国内生产技 术与国外先进水平存在较大差距，很多中高端功率半导体分立器件必须依赖进 口。技术差距主要表现在：一是工艺技术水平较低，国内大部分厂商仍采用微米 级工艺线，主流技术水平和国际水平相差 2 代以上，产品以中低端为主。二是高 端人力资源匮乏，尤其是高端设计人才和工艺开发人才、技术工人非常缺乏；现 有研发人员的设计水平有待提高，特别是具有国际化视野和市场预见能力的高端 设计人才非常缺乏；已有的技术培训机构难以完成集成电路工程型技术人才与产 业工人培训的需求。 （三）、功率半导体分立器件工艺和生产 1、功率半导体器件生产简要工艺流程 功率半导体器件的简要工艺流程包括：开发 EDA(电子设计自动化)工具，利 用 EDA 进行集成电路设计，根据设计结果在硅圆片上加工芯片(主要流程为薄膜 制造、曝光和刻蚀)，进行芯片封装，对加工完毕的芯片进行技术性能指标测试 等。 2、功率半导体器件主要工艺生产技术 （1）外延工艺技术
近年来，随着全球范围内电子信息产业的快速发展壮大，半导体分立器件特 别是功率半导体分立器件市场一直保持较好发展势头。这些器件是以功率集成为 特点的，有多元胞并联于单芯片上的集成，有功率器件与控制电路的单片集成， 有功率、数字和模拟电路构成子系统的单片或多片集成，有封装时将多个功能不 同的芯片集成在一个外壳或一个模块里的集成。
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导言................................................................ 1 一、功率半导体器件行业基本情况...................................... 2 二、国内外市场竞争状况与发展趋势.................................... 6 三、行业的产业链分析............................................... 11 四、行业政策法规分析............................................... 17 五、本行业已上市公司领先信息....................................... 22 六、本行业未上市公司领先信息....................................... 24 七、行业投资策略及主要应关注的风险点............................... 30
总所周知，功率半导体器件是电力电子应用产品的基础。近年来，由于器件 被应用的需要所激励，发展很迅速。一代新器件总会带动一代新装置登上应用的 舞台，使之体积更小，重量更轻，更加安全可靠，更加节能，并开拓出更新的应 用领域。半导体分立器件作为半导体器件基本产品门类之一，是介于电子整机行 业和原材料行业之间的中间产品，是电子信息产业的基础和核心领域之一。
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在全球半导体市场中的地位将随之进一步提升。从行业发展趋势来看，IC 设计 业仍将是国内集成电路产业中最具发展活力的领域。
在创业板推出的鼓舞下，一批国内 IC 设计企业正在积极筹划上市融资。如 这些企业的 IPO 计划得以顺利实现，则不仅将为国内 IC 设计业注入大批发展资 金，更重要的是通过财富效应的彰显，将吸引更多的风险投资与海内外高端人才 投入到 IC 设计领域，从而推动国内 IC 设计行业的发展。
一、功率半导体器件行业基本情况
（一）、功率半导体器件简介 随着科学技术的飞速发展，半导体技术形成了两大分支：一个是以大规模集 成电路为核心的微电子技术，实现对信息的处理、存储与转换；另一个则是以功 率半导体器件为主，实现对电能的处理与变换。功率半导体器件与大规模集成电 路一样具有重要价值，在国民经济和社会生活中具有不可替代的关键作用。 功率半导体器件又称电力电子器件,包括功率分立器件和功率集成电路, 用 于对电流、电压、频率、相位、相数等进行变换和控制,以实现整流（AC/DC）、 逆变 DC/AC 、斩波 DC/DC 、开关、放大等各种功能，是能耐高压或者能承受 大电流的半导体分立器件和集成电路。在功率电子电路，例如整流电路、变频调 速电路、开关电源电路、UPS 电路中，功率半导体器件一般都是起开关作用，因 为用在开、关两个状态下半导体器件功率损耗较小。上世纪 80 年代以后，随着 新型功率半导体器件如 VDMOS、IGBT 及功率集成电路的兴起，功率半导体器 件步入一个新的领域，除了驱动电机之外，还为信息系统提供电源的功能也越来 越引人注目。因此，功率半导体器件在系统中的地位已不仅限于“四肢”，而是 为整个系统“供血”的“心脏”。 因此，使用功率半导体器件的最根本的目的，一是为了将电压、电流、频率 转换到负载所需要的数值，二是为了更有效地利用电能。功率半导体器件的广泛 应用可以实现对电能的传输转换及最佳控制，大幅度提高工业生产效率、产品质 量和产品性能，大幅度节约电能、降低原材料消耗，它已经愈加明显地成为加速 实现我国能源、通信、交通等量大面广基础产业的技术改造和技术进步的支柱。 例如在绿色照明工程中，在节能灯中使用 VDMOS 产品将提高节能灯的性能及寿
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导言
集成电路行业是国民经济的关键基础行业，在国民经济中占据着十分重要的 战略地位。2004 年以来，我国集成电路行业工业产值高速增长，平均增速大大 高于同期 GDP 增速，集成电路行业工业产值占 GDP 的比重总体上呈上升态势。 集成电路行业包括集成电路设计、集成电路制造、集成电路封装测试等三个子行 业。集成电路行业是资本/技术双密集型行业，技术更新快，资本密集度不断加 大，规模经济特征明显。
自 2008 年三季度以来，由于受全球金融危机迅速波及实体经济的影响，国 内外半导体市场迅速出现大幅下滑，国内集成电路产业受以上因素的影响也出现 前所未有的深度下滑，2009 年我国 IC 产业出现较大幅度的负增长。从 2009 年 IC 设计、芯片制造以及封装测试三业发展来看，其情况不尽相同。IC 设计业受 家电下乡、家电以旧换新、3G 网络建设等一系列刺激内需政策的拉动下逆势增 长，全年 IC 设计业增速超过 11%，规模超过 260 亿元。与 IC 设计业主要面向内 需市场不同，国内芯片制造与封装测试业的对外依存度极高，受国际市场的影响 也更大。受出口大幅下滑的影响，2009 年芯片制造与封装测试业出现了较大幅 度的下降。但随着国家拉动内需政策的迅速制定与深入实施，以及国际市场环境 的逐步好转，国内集成电路产业已经呈现显著的触底回升势头。
研究报告
题目：功率半导体分立器件
作者: 时间:
肖钢 2010-9-30
深圳市创新投资集团有限公司 创业投资发展研究中心
2010-9-30 深创投研字第 0001 号
深圳市创新投资集团有限公司发展研究中心
内容摘要
集成电路的发明，是20世纪人类科技史最伟大的发明之一。以集成电路为代 表的半导体产业作为信息产业的基础和核心，是国民经济和社会发展的战略性产 业，在推动经济发展、社会进步，提高人民生活水平以及保障国家安全等方面正 发挥着日益重要的作用，已成为当前国际科技和产业竞争的焦点，也是衡量一个 国家和地区现代化程度和综合国力的重要标志。
2wk.baidu.com
深圳市创新投资集团有限公司发展研究中心
命，彻底纠正节能灯在人们头脑中留下的寿命短、节电不省钱的印象，使节能灯 应用到千家万户。IGBT（绝缘栅双极晶体管）的出现及在空调、UPS 电源等中 的广泛应用，使效率得到大幅提高，同时体积也大幅缩小。如逆变焊机原来要两 个人才能拿动，采用了 IGBT 器件之后，体积只有书包大小，重量仅为几公斤， 同时其性能、效率及可靠性等也得到质的改进。
“十一五”期间，海外电子信息产业的制造环节将继续以较快速度向我国转 移，我国将逐渐成为全球最重要信息产业制造基地，这为我国电子元器件产业带 来良好的发展空间。由于集成电路及其它半导体器件所具有的特殊战略地位，已 被国家国民经济和社会发展“十一五”规划、国家科技中长期发展规划纲要、国家 信息产业发展“十一五”规划列为重点支持的科技和产业予以加快发展。特别是党 的十七大明确提出工业化、信息化、城镇化、市场化、国际化和加快信息化和工 业化的融合战略，更为信息产业特别是半导体器件产业的发展带来了更大的机 遇。
（2）光刻工艺技术 光刻工艺是半导体工艺技术中最关键的技术之一，也是反映半导体工艺技术 水平的重要指标。光刻工艺是将掩膜（光刻板）图形转移到衬底表面的光刻胶上 形成产品所需要图形的工艺技术，光刻机的精度一般是指光刻时所得到的光刻图 形的最小尺寸。分辨率越高,就能得到越细的线条，集成度也越高。对于高端 Trench 工艺技术的功率半导体器件，光刻生产工艺采用 8 英寸硅片，0.5um 技术。 （3）刻蚀工艺技术 刻蚀是用物理或化学的方法有选择地从硅片表面去除不需要的材料的过程， 刻蚀的基本作用是准确地复制掩膜图形，以保证生产线中各种工艺正常进行。湿 法刻蚀是通过合适的化学溶液与所欲蚀刻的材质进行化学反应，然后转成可溶于 此溶液的化合物，而达到去除的目的；干法刻蚀是利用等离子原理有选择地从硅 片表面去除不需要的材料的过程。而等离子增强反应离子刻蚀、电子回旋共振刻 蚀（ECR）、感应耦合等离子体刻蚀（ICP）等其他先进蚀刻技术能够满足细线条 产品的需求，特别是高端功率器件的 Trench 蚀刻工艺，既能满足 Trench 线宽要 求，又能使其沟槽垂直度达到 95%以上。 （4）离子注入工艺技术 离子注入是通过高技术设备将器件需要的掺杂元素注入到硅片中。其基本工 艺原理是:利用离子源产生的等离子体，在低压下把气态分子借电子的碰撞而离 化成离子，经过引出离子电极（吸极）、质量分析器、加速管、扫描系统、工艺 腔体等工艺设备将掺杂元素注入到硅片中。离子注入工艺的技术水平主要体现在 束流和能量两个方面，高性能的离子注入束流可以小到 100 微安以下，大到几十 毫安以上;能量小到 40KeV 以下，大到 400KeV 以上。 （5）扩散工艺技术
展望 2010 年，随着世界经济的逐步复苏，国内外集成电路市场将显著回升。 在市场需求的拉动下，预计国内集成电路产业也将呈现快速回升增长的势头。从 世界市场来看，根据 WSTS 的预测，2010 年全球半导体市场将出现 12.2%的大 幅增长，其规模将基本恢复到 2008 年的水平其中亚太地区仍将是全球几大主要 市场中增长最快的区域，其 2010 年的市场增速预计将达到 13.3%。从国内市场 需求看，与全球市场类似，预计 2010 年我国 IC 市场需求也将实现大幅增长。在 3G 手机、平板电视、便携式数码产品、汽车电子等行业电子市场持续增长的带 动下，预计国内 IC 市场 2010 年的增速将达到 15%以上。在功率器件市场上，虽 然功率器件市场在 2008 年增速大幅放缓，首次出现个位数增长，然而随着节能 环保需求的持续提高，电源管理 IC、MOSFET 和 IGBT 的高端产品仍将保持一 定稳定增长，其中 3G、数字电视和汽车电子领域将成为未来应用的重点。中国
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外延工艺是根据不同硅源（SIH2CL2、SIHCL3、SICL4），在 1100-1180℃温 度下在硅片表面再长一层/多层本征（不掺杂）、N 型（掺 PH3）或 P 型（掺 B2H6） 的单晶硅，并把硅层的厚度和电阻率，厚度和电阻率的均匀性、表面的缺陷控制 在允许范围内。功率半导体器件的外延生产工艺技术标准一般要求达到厚度 40-80±5um,厚度和电阻率均匀性控制在 5%以内。
（二）、国内外功率半导体分立器件技术现状 随着终端产品的整体技术水平要求越来越高，功率半导体分立器件技术也在 市场的推动下不断向前发展，CAD 设计、离子注入、溅射、MOCVD、多层金属 化、亚微米光刻等先进工艺技术已应用到分立器件生产中，高端半导体分立器件 产品的技术含量和制造难度都不亚于大规模集成电路。目前美国、日本等发达国 家的功率器件领域，很多 VDMOS、IGBT 产品已采用 VLSI 的微细加工工艺进 行制作，生产线已大量采用 8 英寸、0.18 微米工艺技术，大大提高了分立器件的 性能。 由于高性能功率半导体分立器件技术含量高，制造难度大，目前国内生产技 术与国外先进水平存在较大差距，很多中高端功率半导体分立器件必须依赖进 口。技术差距主要表现在：一是工艺技术水平较低，国内大部分厂商仍采用微米 级工艺线，主流技术水平和国际水平相差 2 代以上，产品以中低端为主。二是高 端人力资源匮乏，尤其是高端设计人才和工艺开发人才、技术工人非常缺乏；现 有研发人员的设计水平有待提高，特别是具有国际化视野和市场预见能力的高端 设计人才非常缺乏；已有的技术培训机构难以完成集成电路工程型技术人才与产 业工人培训的需求。 （三）、功率半导体分立器件工艺和生产 1、功率半导体器件生产简要工艺流程 功率半导体器件的简要工艺流程包括：开发 EDA(电子设计自动化)工具，利 用 EDA 进行集成电路设计，根据设计结果在硅圆片上加工芯片(主要流程为薄膜 制造、曝光和刻蚀)，进行芯片封装，对加工完毕的芯片进行技术性能指标测试 等。 2、功率半导体器件主要工艺生产技术 （1）外延工艺技术
近年来，随着全球范围内电子信息产业的快速发展壮大，半导体分立器件特 别是功率半导体分立器件市场一直保持较好发展势头。这些器件是以功率集成为 特点的，有多元胞并联于单芯片上的集成，有功率器件与控制电路的单片集成， 有功率、数字和模拟电路构成子系统的单片或多片集成，有封装时将多个功能不 同的芯片集成在一个外壳或一个模块里的集成。