半導體分立器件是一個統(tǒng)稱，在電子儀器儀表、計算機及相關(guān)設備、汽車電子、工業(yè)及自動化控制和消費電子等領域均有廣泛應用。半導體分立器件的用途主要是在電子電力設備中，充當開關(guān)、混頻、穩(wěn)壓和整流的作用。
半導體分立器件的分類
按照制造技術(shù)來分類，半導體分立器件可以分為光電半導體、分立器件、存儲器、邏輯IC和模擬IC等。這些分類其實每一種都是半導體分立器件的一個大分支，下面又可以分為很多小類。
光電半導體
我們見到的最多的LED就是屬于光電半導體下面的一個小分類。除了LED，光電半導體還包括激光半導體、受光器件、光耦和光通訊器件等。
LED就是發(fā)光二極管，由含鎵（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物制成，原理是通過電子與空穴復合時產(chǎn)生輻射，并發(fā)出可見光。激光半導體又稱為激光二極管（Laser diode，簡稱LD），使用的材料包括砷化鎵（GaAs）、硫化鎘（CdS）、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS)等。激光二極管和發(fā)光二極管的發(fā)光原理類似，都是由電子與空穴結(jié)合而發(fā)光。不同的是，激光二極管注入的電流首先被集中在寬度從幾μm到10μm左右的窄縫中，電子在這個分為內(nèi)與空穴結(jié)合，然后發(fā)光。
USHIO激光二極管
受光器件其實就是接收光子，并將光子轉(zhuǎn)換為電子的器件。受光器件包括光電二極管、光電晶體管、CCD圖像傳感器和CMOS圖像傳感器等。
光電二極管（Photo Diode，簡稱PD）就是一個簡單的將光子轉(zhuǎn)換成電子的元器件，可以把它當成一個非常小的光能發(fā)電器來理解。光電晶體管本質(zhì)上和光電二極管是一個東西，只不過光電晶體管在構(gòu)造上會復雜多樣化一些。嚴格來說，光電二極管也可以劃分在光電晶體管下面，例如，光電三極管也屬于光電晶體管的一種。
濱松前照式 CCD 線陣圖像傳感器
CCD圖像傳感器和CMOS圖像傳感器就不是簡單的光電子轉(zhuǎn)換器件了。CCD圖像傳感器的英文名稱是Charge-coupled Device，學名叫做電荷耦合元件。CCD圖像傳感器不僅可以把光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺€能把電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號進行輸出。CCD圖像傳感器上有兩個關(guān)鍵組件，一個是光敏物質(zhì)，可以把它叫做像素，像素越多，畫面分辨率越高；另一個是感光電容，可以進行光信號、電信號和數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換。兩者相結(jié)合，就能把光信號轉(zhuǎn)換成分辨率很高的數(shù)字信號。
CMOS圖像傳感器相比CCD圖像傳感器要更高階一些。CMOS圖像傳感器會集成更多的數(shù)字信號處理電路，比如模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（AD轉(zhuǎn)換器）、白平衡處理、自動曝光量控制和非均勻補償?shù)?。CMOS圖像傳感器在隨機窗口讀取能力、多窗口跟蹤能力、抗輻射能力和可靠性方面均優(yōu)于CCD圖像傳感器。
濱松CMOS線陣圖像傳感器
光耦又叫做光電耦合器或光電隔離器。通過將發(fā)光器（如發(fā)光二極管）和受光器（如圖像傳感器）封裝在一個管殼內(nèi)，當輸入端接入電信號時產(chǎn)生光信號，再通過受光器轉(zhuǎn)換成電信號，實現(xiàn)“電-光-電”的控制。
輸入的是電信號，輸出的還是電信號，那為什么要多此一舉設計出光耦這種器件呢？這是因為在許多應用環(huán)境中，需要做到電氣隔離、防止原始電信號被干擾和信號放大等要求，所以才誕生了光耦。
分立器件
從2015年開始，一直到2020年，國產(chǎn)分立器件的產(chǎn)量和銷量就一直增長。截止到2020年，國產(chǎn)分立器件的產(chǎn)量達到了4885億只，相比上一年增長了8個點；銷售額為165.6億元，相比上一年增長了3個點。
分立器包括二極管、晶體管和晶閘管。其中，晶體管包括雙極晶體管、場效應管（Fidld Effect Transistor，簡稱FET）和絕緣柵雙極晶體管（Insulated Gate Bipolar Transistor，簡稱IGBT）；晶閘管包括硅控整流器（Sillicon Controllde Rectifier，簡稱SCR）、柵極光閉晶閘管（Gate Turn off Thyristor，簡稱GTO）和光觸發(fā)晶閘管（Light Triggered Thyristor，簡稱LTT）。
其中，場效應管（FET）包括結(jié)合型FET和MOSFET。MOSFET是分立器中最重要的一種元器件。2019年，MOSFET的銷售額在整個分立器件中占到了36.3%。
MOSFET的全稱為金屬-氧化物半導體場效應晶體管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor），被廣泛應用在模擬電路和數(shù)字電路領域。MOSFET的特點是熱穩(wěn)定性好，工作頻率高，輸入抗阻高，開關(guān)速度快，所需驅(qū)動功率小、且驅(qū)動電路非常簡單，并且不存在二次擊穿的問題。
近年來，MOSFET的下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常迅速，直接帶動了MOSFET的需求增長。以銷售額來計算，從2015年到2019年，MOSFET的復合年增長率達到了9.2%，實現(xiàn)銷售額53億美元。MOSFET可謂是分立器件中的一顆夜明珠。
總體來說，在光電半導體領域，國內(nèi)廠家與國外，特別是日本的差距還是比較明顯的。高質(zhì)量和高性能的光電半導體主要還是國外生產(chǎn)的，國內(nèi)的產(chǎn)品只能以低質(zhì)、低價的方式生存，一些高精尖的設備上，國產(chǎn)器件還是達不到性能要求。在分立器方面，國產(chǎn)器件的規(guī)模在不斷增長，特別是在MOSFET、二極管和三極管產(chǎn)線上。據(jù)預測，到2026年，國產(chǎn)分立器件的產(chǎn)量將突破1.6萬億只，市值將超過500億人民幣。
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