晶圓代工龍頭X-FAB收購M-MOS，MOSFET需求迎來快速增長

近日，SiC晶圓代工龍頭X-FAB發布公告稱，公司計劃出資2250萬歐元（折合人民幣約1.76億元）收購M-MOS Semiconductor Hong Kong Limited（以下簡稱M-MOS）的全部股份。

據介紹，M-MOS是一家專注于MOSFET技術開發的無晶圓廠（Fabless）公司。M-MOS銷往工業、消費和汽車市場的MOSFET晶圓主要由X-FAB生產。2022年，M-MOS的營收為3200萬美元（折合人民幣約2.29億元）。此外，根據M-MOS官網信息，其還具備硅基氮化鎵（GaN-on-Si）功率分立器件技術研發能力。

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，兩者按照相關法律被視為關聯方，因此這項交易需要有關機構審核是否存在利益沖突。

據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CEO Rudi De Winter表示，X-FAB自20多年前在德國開始其分立器件業務，隨后在馬來西亞的工廠為M-MOS生產溝槽MOSFET。X-FAB相信M-MOS的工藝和產品設計知識以及市場知識將有助于加速X-FAB分立器件業務的發展。


認識MOSFET

MOS管具有輸入阻抗高、噪聲低、熱穩定性好；制造工藝簡單、輻射強，因而通常被用于放大電路或開關電路；

（1）主要選型參數：漏源電壓VDS（耐壓），ID 連續漏電流，RDS(on) 導通電阻，Ciss 輸入電容（結電容），品質因數FOM=Ron * Qg等。

（2）根據不同的工藝又分為

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

在開關電源中，如漏極開路電路，漏極原封不動地接負載，叫開路漏極，開路漏極電路中不管負載接多高的電壓，都能夠接通和關斷負載電流。是理想的模擬開關器件。這就是MOS管做開關器件的原理。

從市場份額看，MOSFET幾乎都集中在國際大廠手中，其中英飛凌2015年收購了IR（美國國際整流器公司）成為行業龍頭，安森美也在2016年9月完成對仙童半導體的收購后，市占率躍升至第二，然后銷售排名分別是瑞薩、東芝、萬國、ST、威世、安世、美格納等等；與活躍于中國大陸的國際廠商相比，國產企業優勢不明顯，但這不能說國產沒有機會，中國大陸是世界上產業鏈最齊全的經濟活躍區，在功率半導體領域活躍著一批本土制造企業，目前已基本完成產業鏈布局，且處于快速發展中；特別是MOSFET領域，國產在中低壓領域替換進口品牌潛力最大，且部分國產、如士蘭、華潤微（中航）、吉林華微等都在努力進入世界排名。


5G+汽車電勱化，功率MOS下游需求旺盛

通信：5G帶來基站MOSFET需求。根據英飛凌，5G基站采用的MOSFET等功率半導體用量是4GLTE基站的4倍以上。其中主要驅動力來自于Massive MIMO射頻天線、小基站、霧運算的需求提升。

5G帶來基站MOSFET需求。5G基站天線集成無源、有源設備。4G和5G基站之間最大的區別是天線設計的改變。4G系統的天線單元是完全無源的，意味著它只能接收和傳輸信號，不進行任何處理。無線電遙控裝置（RRU）負責信號處理。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。由于集成了一個無源天線和一個RRU,5G基站天線的基本架構因此改變，這也使得5G AAU天線成為一個集成了無源和有源組件的射頻設備。

宏基站、小基站數量上升。根據賽迪咨詢數據，中國宏基站數量將在2023年達到10。萬個，小基站也受5G需求推動。

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

快充：用戶需求催生快充需求。手機使用時間提升。根據Statista數據，2020年全球每人一天使用手機上網的時間達到了143分鐘，2021年將達到155分鐘。手機使用時間的增加將會增加手機電池的消耗。

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

小體積、高開關速度、低成本、高集中度，GaN-MOS逐步替代硅基MOSFET。隨著人們對充電效率的要求逐步提高，手機充電出現了 "快充"模式，即通過提高電壓來達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管來調整；后來出現較為安全的"閃充"模式，即通過低電壓高電流來實現高速充電，這對同步整流MOS管的要求更高，目前較為普遍的是GaN-mos管，它可以實現發熱少、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功率芯片目前已經被安克創新、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材料的應用將推動充電器向高效、小型化的方向推動。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。

電動車：根據美國WardsAuto.com統計,2017年全球汽車銷量超過9000萬輛，隨著新能源汽車替代率逐步上升，將持續拉動功率MOSFET市場的需求。

美國政府投資了240萬美元用于發展美國電動汽車行業，政府的鼓勵性政策推動了美國的新能源汽車產業的快速發展，幫助美國經濟復蘇。

國產電動車需求起量。根據中汽協發布的產銷數據，2018年，新能源汽車產量及銷量分別為127萬輛和125.6萬輛，同比分別增長59.9%和61.7%。2019年，新能源汽車產量及銷量都略有下降，分別為124.2萬輛和120.6萬輛。

功率器件是電車之心。據富士電機資料，汽車電子的核心是MOSFET和IGBT，無論是在引擎、或者驅動系統中的變速箱控制和制動、轉向控制中還是在車身中，都離不開MOSFET。在傳統汽車中的助力轉向、輔助剎車以及座椅等控制系統等，都需要加上電機，所以傳統汽車的內置電機數量迅速增長，帶動了MOSFET的市場增長。新能源汽車中，除了傳統汽車用到的半導體需求之外，還包括BMS、EPS、車身控制模塊網關ECU、ADAS等。

電控中主要是逆發器，擔負著電控系統中將動力電池直流電能轉換成驅動電機所需交流發頻電能的功能，逆發器主要是Si-IGBT模塊，所以IGBT模塊相當于汽車動力系統的"CPU"。逆發器中需要使用6個IGBT和6個二極管。

主逆發器將電池中儲備的直流電流轉變為三相交流電來驅動電機。通常主逆發器的功率器件多為IGBT與二極管的組合。依靠低傳導損耗、低開關損耗等優勢,SiC MOSFET越來越受到關注。

逆發器設計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轉換器通過發壓器和功率器件將高電池電壓轉換為低電流電壓。升壓器需要2個IGBT將直流母線電壓從200V升到500V。DC/DC使用SiC MOSFET可以支持高速開關工作，在提高安全性的同時還可以實現小型化和高性能。

方便的充電基礎設施是電動汽車普及的基礎，并且需要在各種天氣條件下大功率的充電。充電的時間越短，用戶的充電體驗越好。

車載充電器可將交流電壓(100V-240V)轉換為直流電壓，主要通過AC/DC轉換器。為了縮短充電時間需要，隨著快速充電標準規定電壓發高，電池電壓也有著變高的趨勢，因此SiC MOSFET將會逐漸在充電樁中滲透。