汽车动力电子产品正在成为半导体行业的关键驱动因素之一。这些电子产品包括支持新电动汽车至少200英里范围的功率部件。

　　尽管智能手机的出货量远高于汽车(2015年为14亿辆[1]，汽车销量为8800万辆[2])，但汽车的半导体部件含量却要高得多。汽车动力IC稳步增长，2015-2020年该行业年复合增长率预计将达到8%[3]。特别是电池驱动的电动汽车已经成为该行业强劲增长的驱动力，2015年5月Teardown.com对宝马i3电动汽车的报告显示，该车型的材料清单中包含了100多个电源相关芯片。

　　与遵循摩尔定律的先进逻辑晶体管不同，功率元件FET通常使用更古老的技术节点，使用200毫米(和更小)硅片。然而，功率元件在过去几十年中一直在发展和升级。例如，较厚的PVD铝涂层(3-10微米)必须沉积在功率元件的正面，以实现散热，提高电气性能。如果沉积不正确，厚铝层容易出现晶须和脱位，造成灾难性后果。应用材料公司的EndraPVDHDR高速沉积铝反应腔可以确保这些缺陷尽可能减少，并使沉积率比其他竞争技术高50%以上。

　　此外，对于5微米至150微米以上的厚外延硅片，经过复杂的掺杂，可以实现低电阻(Rds)、更高的关闭电阻(Roff)和更快的开关速度。

　　与传统的延伸反应腔相比，应用材料公司新推出的CenturaPronto?ATMepi延伸反应腔可提高生长速度30%以上，减少化学消耗25%，缩短清洗时间，降低设备所有权成本。该系统表现出优异的晶片内部均匀性和电阻率，能够满足先进功率元件的需求。

　　半导体薄膜堆叠层的结构变化，如将极体结构从平面(水平装置)转换为通道结构(垂直装置)，使绝缘极体双极晶体管(IGBT)能够以较低的损耗率实现更快的开关速度。同样，从多层延伸技术到深沟槽填充技术的转变也可以大大提高超结MOSFET(SJM)的性能。

　　蚀刻过程需要一些改进和调整，以适应这些方案，包括更高的深宽比结构。改进的外延硅膜和注入掺杂分布也可以提高产品性能。

　　电力部件制造商不断改进。公开数据显示，日立的高导电性IGBT采用单独的浮动P层，以提高网极的可控性和连接电压。ABB半导体在槽格栅下注入P柱，以产生超结效应，从而实现更快的开关速度。

　　通过降低晶片厚度，可以有效降低高速开关的存储电荷。富士电机最近开发了第七代IGBT，它的漂移层更薄，槽间距更小，电场终止层更强。

　　然而，专家们已经意识到，硅基设备的性能已经接近极限。由于硅材料本身的限制，功率元件只能提高每次性能。

　　宽禁带功率元件。

　　电力IC行业正在寻找新的宽带(WBG)材料，以提高半导体性能到一个新的水平。碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)是目前首选的材料，两者都有一定的优缺点。作为半导体复合材料，它们具有更大的禁止宽度和强大的击穿场，而制造的功率元件具有硅材料无与伦比的性能。他们被广泛认为将引领下一代电力元件，开启半导体时代的巨大变化。