功率半導體行業有著三個獨有的行業特性，分別為：
非尺寸依賴型工藝，專注于結構和技術改進以及材料迭代；
商業模式以IDM為主，利于技術積累和迭代；
細分需求多樣化，依賴特色工藝平臺的全面性和深度性。
從功率半導體產業鏈流程來看，設計、制造工藝和封裝集成均十分重要。功率半導體以晶圓、光刻板、襯底材料等半導體材料為基礎，經過設計、制造、封裝后形成細分終端產品。其中，除了設計之外，功率半導體的制造工藝和封裝工藝亦十分關鍵：
在制造工藝中，需要涉及外延工藝、光刻工藝、減薄、背面金屬化等制造工藝，制造工藝是影響器件性能的核心因素之一；
在封裝工藝中，裸片會進行器件封裝或模組封裝或集成封裝，裸片若經過器件封裝會形成功率分立器件，若經過模組封裝會形成功率模組。由于功率半導體工作環境極端，對可靠性和壽命等要求較高，因此封裝技術同樣是影響器件性能的核心因素之一。
最后成型的功率器件會用于各類終端，功率分立器件主要用于消費電子、家用電器等，功率IC多用于電源管理芯片，適用于工業控制、網絡通信等，功率模組可承受更高壓環境，則主要用于軍工航天、軌道交通等產業內的DC/AC逆變器、整流器、驅動控制電路方面。
行業特性一：非尺寸依賴型工藝，專注結構與材料特性
集成電路技術的發展主要分為三個技術方向：尺寸依賴的先進工藝，非尺寸依賴的特色工藝以及先進封裝工藝。
在縱向的先進工藝中，業界追求特征線寬的縮小、工作電壓的降低、開關頻率的提高等。它主要追趕摩爾定律，不斷實現更高密度的技術，從130nm到3nm工藝，晶體管的集成度越來越高，成本大幅下降，芯片的價格也不斷下降。
在橫向的特色工藝中，強調器件特征多樣化，專注于芯片如何在不同場景下承受高電壓、輸出高電流，以及如何提高電路線性特征，降低噪聲。特色工藝追求的不完全是器件的縮小，而是根據不同的物理特性，做出不同的產品，比如射頻器件、模擬器件、無源器件、高壓功率半導體、傳感器等。第三個方向為先進封裝工藝方向，利用特種的封裝進行高密度的組裝做出更高價值產品。
功率半導體屬于特色工藝產品，非尺寸依賴型，在制程方面不追求極致的線寬，不遵守摩爾定律。數字芯片更加注重制程的升級，目前處理器等高端數字芯片的先進制程基本在14nm以下，高端產品更是達到了5nm制程，算力發展速度較快。而對于功率半導體而言，性能發展速度較慢，制程基本穩定在90nm-0.35μm之間，其發展關鍵點主要包括制造工藝、封裝技術、基礎材料的升級。
發展關鍵點1：制造工藝。功率半導體制造工藝的具體難點在于溝槽工藝以及背面工藝（晶圓減薄、高劑量離子注入）等。以IGBT為例，自上世紀80年代被推出后，每一次的性能升級都離不開表面結構及背面工藝的進步。
溝槽工藝：目前中高端的功率器件（MOSFET和IGBT）均使用溝槽工藝。IGBT的表面結構發展曾歷經平面柵工藝到溝槽柵工藝的演變。第一代和第二代的IGBT采用平面柵工藝，由于pbase與擴散區形成球面PN結，產生JFET效應，導致導通壓降較大。英飛凌在第三代IGBT中采用溝槽柵結構，使得P型發射區的反型溝道垂直于硅片表面，有效消除JFET效應，增加了表面溝道密度，降低了器件導通損耗。
另外，最新的IGBT7對溝槽工藝進一步升級，采用MPT結構將微溝槽柵和FS組合并應用低壓MOS技術，進一步大幅提高了溝道密度，從而實現更大的器件性能控制范圍。相比于平面柵，溝槽柵結構性能得到了顯著的提升，所以對于IGBT器件而言，表面結構升級也是產品高端化的必經之路。
制備溝槽型器件工藝壁壘高，設計-制造環節須歷經長期技術沉淀。溝槽柵IGBT的溝槽寬度僅有1-2μm，而溝槽深度要達到4μm以上。因此，通過酸腐蝕工藝制備溝槽時，須對溝槽的寬度和深度實現精確控制。此外，溝槽壁亦要盡可能光滑以提升良率。
同時，IGBT溝槽底部的倒角亦須圓潤、均一以免影響器件耐壓。而溝槽形貌與設備條件、刻蝕工藝和后處理有著十分緊密的聯系，須大力協調三者之間關系才可規模量產溝槽形貌良好的IGBT產品。因此，功率半導體的制造工藝壁壘較高，需要晶圓廠與芯片設計部門長期合作，對器件的設計及制造技術長期打磨及優化。
背面工藝：對良率、成本影響顯著，減薄和背金是關鍵。同以IGBT為例，背面工藝主要包括正面貼膜、背面減薄、背面清洗、背面P注入、激光退火、背面B注入、背面金屬化、烘烤等。IGBT4相較于3進一步減薄了背面結構，使得開關損耗進一步降低，同時最高工作結溫也從125℃提升至150℃，但相應的背面工藝復雜度也顯著提升，主要體現在晶圓減薄、注入及金屬化等工藝中。
在背面工藝易產生碎片。在晶圓被減薄至100-200μm后，后續的摻雜以及背面金屬化的過程中，亦會因為工藝控制及搬運不慎帶來碎片的風險。因此，在wafer尺寸超過8寸后，背面工藝難度提升，對IGBT良率影響也顯著放大，目前能夠規模量產12英寸IGBT的晶圓廠較少。此外，使用場截止技術時，亦對背面摻雜工藝提出更高要求，須綜合考量深度、濃度、分布以及與集電極的匹配等影響因素，涉及的變量較多，優化難度大。
發展關鍵點2：封裝工藝。由于功率半導體工作環境極端，對可靠性和壽命等要求較高，因此封裝工藝同樣是功率半導體的主要關注點。封裝工藝主要從三種途徑進行改進：
①提高芯片面積與占用面積之比；
②將封裝的電阻和熱阻減至最小；
③將寄生電阻和電感減至最小。
TOLL可以被應用于離散型功率器件封裝。以TOLL封裝為例，它是一種高效節省空間的封裝，具有極低的寄生電阻和強大的熱性能，非常適合于高電流和高壓應用。根據EEWORLD，TOLL封裝引線設計中潤濕性側翼，在汽車領域競爭力明顯，是汽車應用中的常用技術。
車規級IGBT模塊封裝技術壁壘更高，封裝質量及散熱重要性突出。車規級IGBT模塊是功率半導體封裝技術壁壘最高的產品之一。車規級封裝是保障高溫運行、高功率密度、高可靠性的關鍵因素，不僅僅涉及到芯片表面互連、貼片互連、端子引出、散熱等關鍵技術工藝。參考旺材芯片的報道，下表列示了主要可靠性試驗的失效機理，可以看到IGBT模塊的穩定性不僅僅與芯片本身可靠性息息相關，更多依賴于封裝模塊的可靠性。
直接液冷是目前車規IGBT模塊的主流散熱方案。對于模塊散熱設計而言，其結構設計難度大，需要廠商對熱力學及材料體系有較為深入的理解。早期車規IGBT模塊采用基于銅基板的三明治結構，該設計散熱性能差且結構笨重，限制模塊功率進一步提升。為提升散熱能力，針翅直接水冷散熱結構以及更為先進的雙面散熱被提出并廣泛采用，目前日本電裝、日立以及英飛凌的雙面散熱模塊已實現商業化。
根據《中國電力》雜志報道，盡管雙面散熱模塊熱阻較單面液冷更低，是下一代功率IGBT發展趨勢，但單面液冷方案憑借其較為簡單的制造工藝，未來一段時間仍將是高性能、高可靠性IGBT模塊的主流方案。
發展關鍵點3：材料迭代。功率半導體還專注于材料的迭代，現有第三代半導體材料可有效提升原有硅基材料的性能，突破原有器件性能天花板。以SiC、GaN等第三代半導體材料為基礎的功率半導體可在更高頻、更高壓的環境下工作，性能上超過原有Si基IGBT和Si基MOSFET，且原有的成本問題也不斷得到了優化。
以SiC材料為例，英飛凌的SiC開關相較于Si-二極管可減少80%的損耗，其從2017年開始，SiC的芯片成本和系統成本不斷降低，芯片成本不斷趨近于Si，系統成本在某些頻率下甚至可以低于Si。
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