一、前言

2021年3月，新华社发布了经十三届全国人大四次会议表决通过的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》，在这份6万多字的纲要文本中，规划了一系列重点任务和诸多标志性工程，擘画出了中国发展的蓝图，其中在第二篇第4章“强化国家战略科技力量”中，明确了集成电路前沿领域攻关为“集成电路设计工具、重点装备和高纯靶材等关键材料研发，集成电路先进工艺和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、微机电系统（MEMS）等特色工艺突破，先进存储技术升级，碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体发展”。“十四五”规划中集成电路的前沿攻关领域如图1所示。上述纲要对我们功率半导体行业来讲包含了至少三方面涵义，第一，功率半导体属于集成电路行业，现在的集成电路定义是一个泛集成电路的定义；第二，以IGBT等功率半导体为重要组成部分的特色工艺第一次提升到与先进工艺并列发展；第三，碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等宽禁带半导体被国家高度重视，而功率半导体是其重要内容。

图1 “十四五”规划中集成电路的前沿攻关领域

功率半导体器件包括功率半导体分立器件和功率集成电路两部分。在电源行业常讲的电力电子器件属于功率半导体分立器件范畴。根据“芯谋研究”数据，2021年全球功率半导体市场为570.5亿美元，其中功率半导体分立器件（含模块）销售额为265.88亿美元，在整个功率半导体市场中占比46.6%，其余53.4%为功率集成电路，其市场销售额为304.62亿美元。

20世纪80年代之前的功率半导体器件主要是功率二极管、双极型功率晶体管和晶闸管类器件。除双极型功率晶体管中部分功率不大的晶体管可工作至微波波段外，其余的功率半导体器件都是低频器件，一般工作在几十至几百赫兹，少数可达几千赫兹。然而，功率电路在更高频率下工作时将凸显许多优点，例如高效、节能、减小设备体积与重量，节约原材料等。因此，在20世纪80年代发生了“20kHz革命”，即功率半导体电路中的工作频率提高到20kHz以上。这时传统的功率半导体器件因速度慢、功耗大而不再适用，以功率MOSFET和IGBT为代表的新一代功率半导体器件应运而生。新一代功率半导体器件除具有高频（相对于传统功率器件而言）工作的特点外还都是电压控制器件，因而使驱动电路简单，逐渐成为功率半导体器件的主流和发展方向，在国际上曾被称为现代功率半导体器件。

现代功率半导体器件的制造技术与超大规模集成电路都是以微细加工和MOS工艺为基础，因而为功率半导体的集成化、智能化和单片系统化提供了可能，进而促进了将功率半导体器件与其驱动和控制电路、过电压、过电流、过温等传感与保护电路等集成于同一芯片的单片功率集成电路的迅速发展。

目前，市场主流的功率半导体器件是硅基器件，包括部分SOI（Silicon on Insulator）基高压集成电路，随着以SiC和GaN为代表的宽禁带半导体材料制备、制造工艺与器件物理的迅速发展，SiC和硅基GaN电力电子器件得到迅速发展，成为功率半导体器件的重要发展领域，并被誉为“下一代的功率半导体器件”。