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金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，簡(jiǎn)稱金氧半場(chǎng)效晶體管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET）是一種可以廣泛使用在模擬電路與數(shù)字電路的場(chǎng)效晶體管（field-effect transistor）。
MOSFET最早出現(xiàn)在大概上世紀(jì)60年代，首先出現(xiàn)在模擬電路的應(yīng)用。功率MOSFET在上世紀(jì)80年代開始興起，在如今電力電子功率器件中，無疑成為了最重要的主角器件。
MOSFET具備控制功率小、開關(guān)速度快的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于低中高壓的電路中，是功率半導(dǎo)體的基礎(chǔ)器件。 硅基MOSFET是汽車功率半導(dǎo)體的基石，單車用量有望增至4倍。在進(jìn)入新能源汽車時(shí)代前，MOSFET已應(yīng)用于燃油車中涉及電動(dòng)功能的區(qū)域，單車用量約100個(gè)。隨汽車電動(dòng)化開啟，以電制動(dòng)的方式使得中高壓MOEFET作為DC-DC、OBC等電源重要組成部分應(yīng)用于汽車動(dòng)力域以完成電能的轉(zhuǎn)換與傳輸，單車用量提升至200個(gè)以上；此外，隨著汽車智能化發(fā)展，ADAS、安全、信息娛樂等功能需MOSFET作為電能轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)器件支撐數(shù)字、模擬等芯片完成功能實(shí)現(xiàn)，使得中高端車型單車用量可增至400個(gè)以上。 汽車智能化是中低壓MOSFET器件的增量空間，汽車電動(dòng)化是超結(jié)MOSFET等中高壓器件的發(fā)力方向。20-26年全球MOSFET市場(chǎng)將從74億美金增至89億美金，汽車應(yīng)用占比從25%增加至30%。在新能源汽車的拉動(dòng)下，全球汽車功率器件市場(chǎng)將從48億美元增至108億美元，車用MOSFET將從18.3億美元增至26.7億美元。其中，ADAS與非燃油汽車動(dòng)力總成應(yīng)用的增速最快。
8月新能源汽車銷量保持強(qiáng)勁，環(huán)比增長(zhǎng)超12%。根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)，我國(guó)8月新能源汽車保持強(qiáng)勁，單月銷量66.6萬輛?。其中，比亞迪銷量17.4萬輛保持領(lǐng)先，造車新勢(shì)力方面埃安銷售2.7萬輛，小鵬1.6萬輛，哪吒1.6萬輛，理想0.5萬輛，蔚來1.1萬輛，零跑1.3萬輛，AITO1.0萬輛，極氪0.7萬輛。
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? 8月新能源乘用車市場(chǎng)創(chuàng)歷史新高，B級(jí)車銷量走強(qiáng)。據(jù)乘聯(lián)會(huì)統(tǒng)計(jì)，8月純電動(dòng)批發(fā)銷量49.0萬輛，其中B級(jí)電動(dòng)車銷量增速最快13.7萬輛，占純電動(dòng)份額為28%。純電動(dòng)A00批發(fā)銷量12.4萬輛，環(huán)比下降5%，占純電動(dòng)份額為25%；A0級(jí)批發(fā)銷量9.3萬輛，占純電動(dòng)份額為19%。比亞迪純電動(dòng)與插混雙驅(qū)動(dòng)夯實(shí)自主品牌新能源領(lǐng)先地位；以奇瑞集團(tuán)與廣汽集團(tuán)為代表的傳統(tǒng)車企表現(xiàn)突出。? 7月新能源乘用車電機(jī)電控搭載量為47.9萬臺(tái)，OBC 裝機(jī)量共 43.6萬套。在電控系統(tǒng)方面，三合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)搭載量為28.8萬臺(tái)， 占比達(dá)60.1% ，其中中車時(shí)代電氣電控搭載量1.74萬套，系統(tǒng)搭載量1.71萬套，成為增速最快的廠商之一。OBC市場(chǎng)整體保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，前五位格局基本保持不變。
7月我國(guó)新能源上險(xiǎn)乘用車功率模塊國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商斯達(dá)半導(dǎo)、比亞迪半導(dǎo)體、中車時(shí)代電氣合計(jì)占比超50%。據(jù)NE時(shí)代統(tǒng)計(jì)，22年7月我國(guó)新能源上險(xiǎn)乘用車功率 模塊搭載量約42.4萬套，其中比亞迪半導(dǎo)體搭載約9.9萬套（占23%），斯達(dá)半導(dǎo)約7.0萬套（占17%），時(shí)代電氣約5.5 萬套（占13%），預(yù)計(jì)國(guó)產(chǎn)化率將隨各家產(chǎn)能釋放環(huán)比提升。
智能化與電動(dòng)化雙輪驅(qū)動(dòng)
汽車MOSFET大有可為
硅基MOSFET：汽車功率半導(dǎo)體的基石? 在傳統(tǒng)燃油汽車中，中低壓MOSFET（金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管， Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）已廣泛應(yīng)用于車中電動(dòng)功能的區(qū)域，是傳統(tǒng)汽車功率器件的主要部分，單車用量約100個(gè)。隨汽車電動(dòng)化開啟，電能取代燃油成為汽車驅(qū)動(dòng)的能量來源，汽車能量流發(fā)生變化。新能源汽車不再使用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、油箱或變速器，“三電系統(tǒng)”即電池、電機(jī)、電控系統(tǒng)取而代之；相應(yīng)地，實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的核心器件——功率半導(dǎo)體含量大大增加。其中，中高壓MOEFET 開始廣泛應(yīng)用于汽車的DC-DC、OBC等中壓電動(dòng)部分以協(xié)助完成電能的轉(zhuǎn)換與傳輸，單車平均用量提升至200個(gè)以上；此外，隨著汽車智能化發(fā)展，ADAS、安全、信息娛樂等功能均需使用 MOSFET，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，未來中高端車型中 MOSFET 單車用量將有望增至400個(gè)。
MOSFET可通過控制電壓實(shí)現(xiàn)電路的“導(dǎo)通”或“關(guān)斷”，最終對(duì)電流與電壓實(shí)現(xiàn)調(diào) 控，是一個(gè)快速的“電子開關(guān)”。以平面型MOSFET為例，通過控制漏極和源極、柵極與源極之間的電壓，可使得電子在器件中形成“溝道”，實(shí)現(xiàn)器件的導(dǎo)通；通過調(diào)節(jié)電壓的大小可以控制導(dǎo)通電流大小。最終，通過“開”與“關(guān)”的切換，配合其他元器件，實(shí)現(xiàn)直流電與交流電、電流頻率、電壓高低等狀態(tài)的切換。因此，降低器件電流傳輸過程中的損耗（如導(dǎo)通電阻）以提升電能的轉(zhuǎn)換效率是MOSFET器件技術(shù)演進(jìn)的主要驅(qū)動(dòng)力。
? 由于下游應(yīng)用對(duì)耐受電壓、開關(guān)頻率、導(dǎo)通電阻等器件性能要求不同，MOSFET器件發(fā)展出了平面型、溝槽型及超級(jí)結(jié)等不同結(jié)構(gòu)。平面型 MOSFET 結(jié)構(gòu)由于芯片面積大（耐壓高）且工藝簡(jiǎn)單，可應(yīng)用于對(duì)中小電流的場(chǎng)景；而溝槽型 MOSFET 相比平面型MOSFET縮短了電流的導(dǎo)通路徑（消除了 J-FET 電阻），在低壓高電流的場(chǎng)景中被廣泛應(yīng)用；在此基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步提升溝槽柵結(jié)構(gòu)耐壓能力與導(dǎo)通性能，將電場(chǎng)強(qiáng)度均勻化且用低阻N層設(shè)計(jì)的超級(jí)結(jié)MOSFET（SJ-MOS）出現(xiàn)，并廣泛應(yīng)用于中高壓大電流的電源場(chǎng)景中。
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? MOSFET為汽車電能傳輸?shù)闹饕骷? MOSFET被廣泛應(yīng)用于汽車中涉及（有刷、無刷）直流電機(jī)、電源等零部件中，隨著汽車智能化、電動(dòng)化應(yīng)用場(chǎng)景不斷豐富:? 智能化應(yīng)用： ADAS：安全管理、域控制系統(tǒng)、泊車系統(tǒng)； 車身電子：車身電源、中控系統(tǒng)、溫度控制、網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)、智能門鎖、照明系統(tǒng)； 底盤與安全：懸掛系統(tǒng)、電子輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、安全氣囊、駐車及防抱死制動(dòng)系統(tǒng)； 信息娛樂系統(tǒng)：顯示控制、音頻、儀表盤、娛樂功能、遠(yuǎn)程信息處理。 電動(dòng)化應(yīng)用（傳統(tǒng)汽車與新能源汽車不同）? 傳統(tǒng)燃油汽車：發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱管理、內(nèi)燃機(jī)輔助系統(tǒng)、啟停系統(tǒng)； 新能源汽車：DC-DC電源、車載充電器。
MOSFET在傳統(tǒng)汽車中已廣泛使用，單車使用量近100個(gè)。在傳統(tǒng)汽車中，從關(guān)鍵 的電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)、電動(dòng)制動(dòng)和噴射系統(tǒng)到加熱、通風(fēng)系統(tǒng)、座椅調(diào)節(jié)都需要用到MOSFET。以EPS為例，系統(tǒng)需要8個(gè)40V MOSFET，6 個(gè)配合電機(jī)完成轉(zhuǎn)向功能，2個(gè)配合電源管理芯片（PMIC)實(shí)現(xiàn)電路安全斷開功能。
汽車智能化是未來中低壓MOSFET器件的拓展方向。隨著汽車智能化發(fā)展，ADAS、安全、信息娛樂等功能需MOSFET作為電能轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)器件支撐數(shù)字、模擬等芯片完成功能實(shí)現(xiàn)。以EPS系統(tǒng)為例，隨著對(duì)安全性要求的提升，系統(tǒng)要求增加失效可操作（Fail-Operational）功能，即增加一套冗余系統(tǒng)作為備用，在發(fā)生罕見故障時(shí)EPS仍可保持工作；相應(yīng)地，MOSFET用量由8個(gè)增加至22個(gè)。
超結(jié)MOSFET是汽車電動(dòng)化后的動(dòng)力總成部分的新增器件類型，主要應(yīng)用于DC-DC電源與車載充電器（OBC）中。在動(dòng)力總成部分，汽車電動(dòng)化后以電制動(dòng)的方式使得動(dòng)力相關(guān)的電源如 DC-DC、車載充電器以及逆變器等功率提升，需要適用于中高壓大電流的超結(jié)MOSFET、IGBT、SiC MOSFET器件及模塊完成電能的高效轉(zhuǎn)換。以華潤(rùn)微提供的汽車MOSFET應(yīng)用參考為例，在新能源汽車車載充電器部分需增加 16 個(gè)超結(jié)MOSFET。
新能源汽車OBC、HV-LV DC-DC中650V以上超結(jié)MOSFET被大量選用。在新能源汽車中車載充電器OBC主要利用交流電網(wǎng)提供的電能為高壓動(dòng)力蓄電池充電、HV LV DC-DC電源轉(zhuǎn)化器則是將汽車的高壓區(qū)和低壓區(qū)連接在一起。根據(jù)汽車動(dòng)力等級(jí)與電池大小不同，OBCDC-DC電源的器件對(duì)應(yīng)電壓大致分為650V、1200V。
超結(jié)MOSFET是目前主流中低壓OBC、DC-DC電源方案考慮性能、成本與效率的最佳選擇。超級(jí)結(jié)MOSFET在導(dǎo)電性、開關(guān)和驅(qū)動(dòng)損耗性能優(yōu)秀且可滿足汽車大部分中壓（600-650V）的電源產(chǎn)品要求；由于工藝成熟且產(chǎn)品組合最多，是最具性價(jià)比的選擇。因此，在主流中低功率（6.6KW11KW）的OBC、HV LV DC-DC轉(zhuǎn)換器（500V以下汽車高壓電池）中，MOSFET被大量選用。
MOSFET主驅(qū)動(dòng)方案廣泛應(yīng)用于30KW以下的 A00 級(jí)車中。主驅(qū)動(dòng)功率在20-30kW范圍的純電動(dòng)A00級(jí)車其電機(jī)控制器對(duì)功率器件要求與車載充電器相近，MOSFET作為低成本方案被選用。目前MOSFET主驅(qū)動(dòng)方案在我國(guó)新能源乘用車市場(chǎng)滲透率近15%，代表品牌為北汽制造、昌河、奇瑞、五菱、小虎、凌寶、新特、海馬、 知豆、雷丁、東風(fēng)風(fēng)光、榮威、領(lǐng)途、東風(fēng)風(fēng)神、眾泰、朋克、寶駿、思皓等。?
汽車智能化與電動(dòng)化驅(qū)動(dòng)MOSFET市場(chǎng)增長(zhǎng)? 全球MOSFET器件市場(chǎng)26年將增至89億美元，其中汽車應(yīng)用占30%；全球汽車功率器件市場(chǎng)將增至108億美元，MOSFET占比約25%。結(jié)合Omdia與Yole數(shù)據(jù)，我們預(yù)計(jì)2020-2026年全球MOSFET市場(chǎng)將從74億美元增至89 億美元，受益于汽車智能化、電動(dòng)化，汽車應(yīng)用占比從25%增加至30%。2020-2026年全球汽車（含燃油車）功率器件市場(chǎng)將從48億美元增至108億美元，其中汽車MOSFET單管及模塊市場(chǎng)將從18.3億美金增至26.7億美元，IGBT、SiC等器件主要應(yīng)用于新能源汽車，相對(duì)增速較快。
汽車平均MOSFET用量將增加至135個(gè)以上，ADAS與非燃油汽車動(dòng)力總成市場(chǎng)增速最快。受益于汽車智能化，20-26年MOSFET非動(dòng)力應(yīng)用市場(chǎng)將從8.3增至11.1億美元，其中ADAS在安全管理、域控制系統(tǒng)、 泊車系統(tǒng)智能化升級(jí)的拉動(dòng)下將從0.3增加至0.9億美元；受益于汽車電動(dòng)化， 包含輕混動(dòng)的非燃油車動(dòng)力總成市場(chǎng)將從1.5增至6億美元。
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《日經(jīng)亞洲評(píng)論》（Nikkei Asian Review）日前聯(lián)同總部位于東京的調(diào)查公司Fomalhaut Techno Solutions對(duì)DJI今年初推出的Mavic Air 2進(jìn)行拆解分析，發(fā)現(xiàn)其8成零件屬于采購(gòu)物料，而且價(jià)值只是售價(jià)的約2成。
? ▍成本控制大大優(yōu)于日本企業(yè) 拆開DJI Mavic Air 2后，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，估算的零部件價(jià)格成本為135美元。成本率僅為20％，低于智能手機(jī)的30～35％。日本某企業(yè)的高管表示“要達(dá)到相同性能，日本企業(yè)的話僅材料費(fèi)就會(huì)達(dá)到整機(jī)價(jià)格的2倍”?？梢姡统杀境蔀?a href="http://www.delux-kingway.cn/v/tag/1974/" target="_blank">大疆的競(jìng)爭(zhēng)力源泉。他們也發(fā)現(xiàn)，Mavic Air 2的很多部件也常在智能手機(jī)和計(jì)算機(jī)中找到，而這些零部件占了Air2使用的230種零件中的8成，包括會(huì)在高階手機(jī)用到的相機(jī)部件、智能手表會(huì)用到的GPS接收器。
▍技術(shù)實(shí)力很強(qiáng) 當(dāng)然不僅限于低成本。作為調(diào)查對(duì)象的Mavic Air 2用于航拍時(shí)可拍攝4K畫質(zhì)，還具備自動(dòng)跟蹤和避開障礙物等功能。在日本，可從最遠(yuǎn)6公里處操控，無線傳輸影像的距離達(dá)到其他公司產(chǎn)品的約5倍。 為了實(shí)現(xiàn)570克這一較輕的重量，采用了猶如電子設(shè)備的設(shè)計(jì)。主基板尺寸約為10厘米×4厘米，在1塊基板上以高密度安裝了控制和通信半導(dǎo)體、傳感器等大小10個(gè)半導(dǎo)體零部件。? ? 軟件的技術(shù)也很強(qiáng)。大疆通過積極投放新產(chǎn)品不斷進(jìn)行摸索，使軟件不斷完善。一位日本無人機(jī)開發(fā)人員贊嘆稱，“最初飛行控制也不成熟，但過了3年左右感覺令人刮目相看”。涉足專利分析的日本Patent Result的調(diào)查顯示，大疆在日本的有效專利（截至2019年1月）為185件，達(dá)到第2位的3倍以上。這也佐證了其技術(shù)實(shí)力之高。 ▍控制螺旋槳的芯片是唯一專有部件 Fomalhaut官方表示：「控制螺旋槳的芯片是唯一的專有技術(shù)部件?！沽硗猓瑑r(jià)格超過10美元的昂貴部件僅限于電池、相機(jī)和一些其他部件。不過小編認(rèn)為，能將這些零件完美整合的技術(shù)，以及設(shè)計(jì)出人性化的軟件控制才是價(jià)值最高的開發(fā)成本。
▍美國(guó)零件暫時(shí)無法替代 除了以上，本次拆解也顯示Mavic Air 2用了很多美國(guó)制造的零件，像是控制電池的IC芯片是由德州儀器（Texas Instruments）制造、放大無線電信號(hào)并消除噪聲的IC芯片則由 Qorvo 制造。這些零部件被認(rèn)為目前都難以找到替代，如果成為美國(guó)的新目標(biāo)，大疆的零部件采購(gòu)可能受到影響。
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據(jù)美國(guó)調(diào)查公司Frost＆Sullivan調(diào)查，世界商用無人機(jī)市場(chǎng)到2023年將由2018年的37億美元迅速擴(kuò)大至1037億美元，中國(guó)將占據(jù)其中一半。
? ▍Mavic Air 2 主要器件說明 主控主板正面主要IC
1.Ambarella-H6-圖像處理器方案芯片 2.SK Hynix-H9HCNNN8KUML-LPDDR4內(nèi)存芯片 3.Samsung-KLMAG1JETD-閃存芯片 4.DJI-S1-信息同步傳輸芯片 5.TI-OPT3101-避障傳感器前端模塊 主板背面主要IC
1.Active-Semi-ACT8846-電源管理芯片 2.ImaginationTechnologies-IMG IE1000-雙頻WIFI方案芯片 GPS模塊主板正面IC
1.STMicroelectronics-六軸加速度計(jì)和陀螺儀芯片 GPS模塊主板背面IC
1.ublox- M8030-KT-GNSS衛(wèi)星定位方案芯片 2.iSentek- IST8310-電子羅盤芯片 電源主板背面IC
1. Active-Semi- PAC5223-飛行螺旋槳電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片（4顆） 2. ALPHA & OMEGA- AON7934- 不對(duì)稱n通道AlphaMOS芯片（共12顆）
編輯：黃飛
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工商網(wǎng)監(jiān)
評(píng)論