根據英國研究公司Omdia的資料，2020年全球功率半導體市場規模約為145億美元，預計到2024年將增至約173億美元，同比增長約19。 
隨著第三代半導體的興起，功率半導體成為新的出路。 
功率半導體器件作為電子系統中最基礎的單元，在汽車電子、消費電子、網路通訊、電子裝置、航空航天、裝置、儀器儀表、工業自動化、醫療電子等各個行業都發揮著至關重要的作用，被譽為“節能幕後英雄”。
如何定義功率半導體的分立器件
電力電子器件又稱電力電子器件和電力電子器件，是指能直接用於在主電路中處理電能，實現電能轉換或控制的電子器件，其功能主要分為功率轉換、功率放大、功率切換、線路保護和整流。 功率半導體大致可分為兩大類：功率半導體分立器件（包括功率模組）和功率半導體積體電路（功率IC）。圖1說明了半導體行業的結構關係。 其中，功率半導體分立器件是指指定完成某一基本功能，在功能上不能細分的半導體器件。 
圖1 半導體產業結構的關係 1957年，美國通用電氣（GE）研製出世界上第一台工業普通閘流體，標誌著功率半導體分立器件的誕生。 功率半導體分立器件的發展經歷了以閘流體為核心的第一階段，以MOSFET和IGBT為代表的第二階段，現在正進入以寬禁帶半導體器件為核心的新發展階段。 
圖2：半導體功率器件全產業鏈結構。
如何對功率半導體分立器件進行分類
根據裝置結構它分為二極體、功率電晶體、閘流體等，其中功率電晶體分為雙極結型電晶體（BJT）、結型場效應電晶體（JFET）、金屬氧化物場效應電晶體（MOSFET）和絕緣柵雙極電晶體（IGBT）。 根據功率處理能力分為低壓低功率半導體分立器件、中功率半導體分立器件、大功率半導體分立器件和高壓超高功率半導體分立器件。 根據驅動電路在裝置控制側和公共側之間增加的訊號的性質，（功率二極體除外）可分為電流驅動和電壓驅動。 電流驅動：一種功率半導體分立器件，通過從控制端注入或提取電流來關斷。
電壓驅動：通過在控制端和公共端之間施加一定電壓訊號來開啟或關閉的功率半導體器件。
根據控制電路訊號對裝置進行控制的程度可分為不可控型、半控型和全控型。 無法控制的裝置：不能通過控制訊號控制其通斷的功率半導體分立器件代表功率二極體;
半控裝置：功率半導體分立器件，可以通過控制訊號控制其導通，但不能控制其關斷，代表閘流體及其大部分衍生器件;
完全控制的裝置：可以通過控制訊號同時控制其導通和關斷的功率半導體分立器件，包括絕緣柵雙極電晶體、功率場效應電晶體、柵極關斷閘流體等;
根據電子和空穴兩個載流子參與傳導的情況可分為單極器件、雙極器件和復合器件。 單極器件：分立式功率半導體器件，其中有載流子（電子或空穴）參與導電;
雙極器件：一種功率半導體的分立器件，在導電中加入電子和空穴載流子;
復合器件：功率半導體分立器件由整合和混合單極器件和雙極器件組成;
根據功率半導體器件的基板材料不同現有功率半導體分立器件的材料可分為三代：第一代半導體材料主要以鍺（一種早期產品，目前不常見）和矽為代表。
第二代半導體材料主要是以砷化鎵（Gaas）和磷化銦（INP）為代表的化合物半導體材料。
第三代半導體材料主要是以碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）為代表的寬禁帶半導體材料。 （詳見上一條推文：寬禁帶半導體：顛覆者還是顛覆者？ ）
功率半導體分立器件用於
功率半導體分立器件應用廣泛，幾乎涵蓋了所有電子製造行業，包括消費電子、網路通訊、工業電機等。 近年來，新能源汽車及充電系統、軌道交通、智慧型電網、新能源發電、航空航天及先進裝備等逐漸成為功率半導體分立器件的新興應用領域。 消費類電子產品：用於各種電子裝置的電源和充電系統、功率半導體照明電源、家用電器逆變器等。 工業電機：在工業中，需要使用大量的交直流電機為其提供可控整流電源或直流斬波電源，以及電機變頻驅動系統的核心器件。 汽車電子和充電系統：傳統汽車的電源、照明等系統; 新能源汽車的充電樁、變流器、逆變器等應用。 軌道交通：直流機車整流裝置，交流機車變頻裝置，高鐵、子彈頭列車、磁懸浮列車等軌道交通直流斬波器，新能源汽車的動力轉換系統、驅動控制系統和蓄電池充電系統，各種車輛、飛機、船舶的供電系統。 智慧型電網：直流輸電、柔性輸電、無功補償技術、諧波抑制技術以及提高智慧型電網輸電中供電質量的技術，如防止瞬時停電、瞬時電壓下降和閃變等。 新能源發電：在逆變器、變流器等器件中，用於光伏逆變器、風力發電、太陽能發電、地熱發電、生物能源和燃料電池發電系統。 航空 航天：第三代半導體器件具有超強的抗輻射能力，在航空航天領域具有絕對的應用優勢。 *裝置：電磁打火機裝置，遠端飛彈供電系統，雷達，電磁彈射器系統。
功率半導體分立器件的關鍵工藝
功率半導體分立器件的主要工藝流程包括：晶元在矽片上加工（主要工藝是薄膜製造、**和蝕刻），對晶元進行封裝，對加工後的晶元進行技術效能指標測試，其中主要生產工藝有外延工藝、光刻工藝、刻蝕工藝、離子注入工藝和擴散工藝。 外延工藝技術對於矽功率半導體器件，外延工藝是基於不同的矽源（SiH2Cl2、SiHC3、SiCl4），溫度為1100-1180°C，然後在矽片表面鋪設一層或多層本徵（摻雜）、N型（PH3摻雜）或P型（B2H6摻雜）單晶矽，以及矽層的厚度和電阻率，厚度和電阻率的均勻性， 表面缺陷應控制在允許範圍內。對於SiC功率半導體器件來說，要生長出缺陷密度低的單晶是非常困難的，因為SiC襯底的晶體生長需要在2300°C的溫度下進行，而SIH4和CH4或C3H8需要在H2保護氣氛中作為反應氣體，生長速度一般只有每小時幾微公尺， 並且還存在SiC襯底中的晶體缺陷延伸到外延層的問題，因此SiC矽片，尤其是高質量和大面積的SiC矽片的成本遠高於矽片。光刻工藝技術光刻工藝是將掩模（光刻）圖案轉移到基板表面的光刻膠上，形成產品所需的圖案的工藝技術，光刻機的精度一般是指光刻時得到的光刻圖案的最小尺寸。 解像度越高，線條越細，整合度越高。 蝕刻工藝技術蝕刻是通過物理或化學方法選擇性地去除矽片表面不需要的物質的過程，蝕刻的基本作用是精確複製掩模圖案，以確保生產線中的各個過程正常進行。 其他先進的蝕刻技術包括濕法蝕刻、乾法蝕刻和等離子體增強反應離子蝕刻、電子迴旋共振蝕刻（ECR）、電感耦合等離子體刻蝕（ICP）和其他先進的蝕刻技術。 離子注入工藝技術離子注入是通過高科技裝置將器件所需的摻雜元素注入矽片中。 擴散工藝技術半導體摻雜工藝的主要目的是控制半導體特定區域內雜質的種類、濃度、深度和p-n結。 擴散技術是實現這一目標的一種簡單方便的方法。
功率半導體分立器件家族成員
功率二極體PIN二極體：大多數功率二極體主要基於PN結的單嚮導通原理工作，並具有極低的導通電阻，稱為引腳二極體。 從應用角度來看，PIN二極體可分為整流二極體和快速恢復二極體。
肖特基二極體肖特基二極體是單極器件，它利用金屬與半導體接觸形成的金屬-半導體結作為肖特基勢壘，產生整流效果，廣泛應用於中高功率場。
閘流體閘流體俗稱閘流體，是一種半控整流裝置，體積小，無發熱燈絲，壽命長，可靠性高，價格便宜，多用於電機驅動控制、高壓直流輸電（HVDC）、動態無功補償、超大電流電解等場合。 電晶體電晶體是一種半導體器件，能夠提供電功率放大，並具有三個或更多電極。 按主要用途分，分為開關管和放大管兩大類。 開關工作在截止區和飽和區，多用於數位電路中實現邏輯功能; 放大器管一般在工作區附近，用於模擬電路中，實現訊號或功率放大。 按照主要工藝，分為雙極電晶體和場效應電晶體。 雙極電晶體是響應速度快、驅動能力強的流體器件。 MOSFET是具有高輸入阻抗和相對低功耗的壓控器件。 雙極電晶體是一種具有至少兩個結的電晶體，其功能依賴於多數載流子和少數載流子。
場效應電晶體是一種電晶體，其中流過導電通道的電流由施加到柵源出口的電壓產生的電場控制。 MOSFET可分為JFET、MESFET和MISFET。
絕緣柵雙極電晶體（IGBT）絕緣柵雙極電晶體IGBT是由MOSFET和雙極電晶體組成的功率半導體分立器件，它控制極絕緣柵極FET，輸出極雙極功率電晶體，因此兼具速度和驅動能力的優點，並克服了兩者的缺點。 目前耐壓高達5kV甚至更高，電流高達12ka。
功率半導體分立器件模組分立器件電源模組是由兩個或多個半導體分立器件晶元按照一定電路連線，安裝在陶瓷基覆銅板（DCB）上，密封在絕緣外殼中或用彈性矽膠等保護材料封裝的塑料封裝，實現半導體分立器件的功能。 主要應用於高電壓、大電流場合，如智慧型電網、高鐵動車組等。 寬禁帶功率半導體器件SiC功率半導體器件包括SiC功率二極體、SiC JFET、SiC MOSFET、SiC IGBT和SiC功率模組。 氮化鎵功率半導體器件包括基於氮化鎵半導體材料的氮化鎵高電子遷移率電晶體和氮化鎵二極體。