干貨:過電壓保護器件之TVS二極管替代
發表日期:2022-10-13瀏覽:1116
當電路出現過電流、過電壓或過熱情形時,自動引發相關功能部位的熔斷、電阻突變或其他物理變化,從而切斷電路或抑制電流、電壓的突變起到保護電路或用電設備作用的一類器件,我們稱之為電路保護器件。按照功能的不同,電路保護器件可分為:過電流保護器件、過電壓保護器件、過熱保護器件,其中過電壓保護器件包括:瞬態電壓抑制二極管(TVS)、壓敏電阻(MOV)、陶瓷氣體放電管(GDT)、半導體放電管(TSS)等等。接下來,從2021年來分析過電壓保護器件TVS二極管的現狀、發展和替代。
先讓東沃電子(DOWOSEMI)來科普下什么是TVS二極管?TVS二極管(瞬態/變電壓抑制二極管)是一種新型高效電路保護器件,具有極快的響應時間和高浪涌吸收能力。當TVS兩端經受瞬間的高能量沖擊時,TVS能以極快的速度把兩端間的阻抗值由高阻抗變為低阻抗,吸收較大瞬間電流,使兩端電壓鉗制在預定數值,保護后面的電路元件不受瞬態高電壓尖峰脈沖的沖擊。
TVS二極管上游端:硅片產量持續增長
TVS二極管的主要原材料為硅片,全球電子信息產業快速發展,硅資源作為集成電路發展基礎資源,整體產量保持穩定增長,疊加2021年需求爆發,下半年價格高漲,全球產量達到412萬噸,其中中國產量321萬噸,主要增量由中國提供,2019年以來,環保政策趨嚴背景,國內去低端持續推進,中國工業硅產能持續下降,帶動全球工業硅產能穩步收縮。
TVS二極管下游端:移動端為主要需求
從下游應用結構來看,目前全球移動終端是過電壓防護器件重要的應用市場,占比全球市場規模27.7%。另外,通信設備、家用電器、汽車電子、計算機等均為過電壓保護器件的重要應用市場。隨著新能源汽車、家居和家電智能化,預計未來工業設備、家用電器、新能源汽車用過電壓防護保護器件需求將會快速增長。
隨著智能手機的功能愈發強大而要求機身極致纖薄,芯片集成度迅速提高疊加全面屏趨勢、折疊屏趨勢,整體手機的ESD(靜電放電)現象惡化,凸顯出了TVS的重要性。。而大屏對LED背光源需求水漲船高,高端機型一般是每平方英寸的使用0.7顆LED,5.5寸屏就需要20顆左右的LED,為防止ESD現象的發生,TVS的用量也必須隨之增大,帶動智能手機單機TVS需求量持續增長。
過電壓保護器件發展趨勢
就全球過電壓防護器件整體需求情況而言,下游需求移動終端和新能源汽車等帶動整體需求量持續增長,數據顯示,2021年全球過電壓防護器件需求量達2206億只,同比2020年增長11.1%。隨著下游移動終端和新能源汽車滲透率和單機需求持續增長,整體需求量仍存在較大發展空間。
目前,過電壓防護器件主要集中在美國、中國、日本、歐洲等地區。國際企業占據主導地位,國產替代持續推進,隨著國內一些本土半導體企業規模及技術快速發展,尤其在全球TVS龍頭企業安世半導體被中國大陸企業收購后,中國大陸過電壓防護器件企業市場份額大大增加,僅次美國企業。雖然目前國內相較美國成熟市場技術和產品仍存在部分差距,隨著產業持續擴張,國產化替代將持續推進。
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