2.功率MOSFET
功率MOSFET应用领域广阔，是中小功率领域内主流的功率半导体开关器件，是DC-DC转换的核心电子器件，占据着功率半导体市场单类产品的最大份额（2010年市场销售65亿美元，占整个功率半导体市场份额21%）。
功率MOSFET起源于1970年代推出的垂直V型槽MOSFET（VerticalV-grooveMOSFET：VVMOS），在VVMOS基础上发展起来的以VDMOS为代表的多子导电的功率MOSFET显著地减小了开关时间，同时利用了硅片自身的特性实现了纵向耐压，冲破了电力电子系统中20kHz这一长期被认为不可逾越的障碍。
功率MOSFET是一种功率场效应器件，通常由多个MOSFET元胞（Cell）组成。目前功率MOSFET主要包括中高压领域传统结构平面栅功率MOS器件（VDMOS），中低压领域高密度槽栅功率MOS，和近几年发展迅速的超结（SJ：SuperJunction或Multi-RESURF或3DRESURF，电子科技大学陈星弼院士的专利中称其为复合缓冲层：CompositeBufferLayer）功率MOS。
功率MOS是低压
此外，在低压功率MOS器件领域，美国TI公司结合RFLDMOS结构的低栅电荷、电荷平衡机理的低导通电阻以及引入N＋Sinker所具有的双面冷却所研发的NextFETTM获得了好的市场效果。
为开发高压低功耗功率MOS，德国Infineon公司在1998年推出了基于超结的CoolMOS。由于采用新的耐压层结构，CoolMOS在保持功率MOS优点的同时，有着极低的导通损耗。目前国际上已有包括Infineon、IR、Toshiba、Fairchild和我国华虹NEC等多家公司采用该结构生产600V-900V低功耗功率MOS。
除硅基功率MOS外，新材料也不断应用于功率MOS的发展中，多种基于GaAs、SiC和GaN材料的功率MOS已研制成功。美国DARPA高功率电子器件应用计划－HPE的目标之一就是研制10kV的SiCMOSFET。2011年1月，继日本Rohm公司首次在市场上推出SiC功率MOS以后，美国Cree公司也推出了1200V的SiCMOSFET产品。内置SiC-SBD与SiC-MOSFET的“全SiC”功率模块（额定1200V/100A）也首次由日本Rohm公司量产。
国内从1980年代即开始功率MOS研发，但直到2003年才由绍兴华越开始VDMOS量产，和由华虹NEC为境外客户代工槽栅功率MOS。近年来，国内功率MOS产业取得了飞速发展，已开始逐渐取代国外产品，江苏东光、深圳深爱、吉林华微、华润华晶、华润上华、杭州士兰微(600460,股吧)、重庆渝德、华虹NEC、上海宏力等一大批4－8英寸生产线均在批量生产功率MOS芯片，也产生了南方芯源、无锡新洁能、成都方舟等一批以功率MOS为主营业务的专业设计公司。但国内功率MOS的主流产品还是以平面栅功率MOS（VDMOS）为主，在专利保护众多、市场竞争激烈、市场份额最大的低压槽栅功率MOS领域，国内虽有涉足，但多以代工为主，缺乏具有自主知识产权和市场竞争力的高端产品。
国内针对SJ结构的设计和国际同步，电子科技大学等单位对SJ结构进行了大量而卓有成效的研究。SJ结构国际学术界认同的原始专利来源之一是我国的陈星弼院士，但是受限于工艺条件，国内在SJ结构的制备技术和器件开发上长期未获进展。2009年底，上海华虹NEC和电子科技大学合作，采用深槽刻蚀和外延填充技术成功实现了SJ功率MOSFET，击穿电压达到750V，部分动态参数优于国外同类产品。该成果打破了国内在SJ结构的制备和SJ器件的实用化研究方面的空白，同时也成为国际上首家8英寸SJ功率MOSFET代工平台。目前上海华虹NEC的SJ功率MOSFET平台已基本成熟，已有国内外十余家企业在其平台上逐步量产产品。
3.IGBT
IGBT自1980年代发明后很快走入市场并取得巨大成功。IGBT电压应用领域从370V到6500V，是中高功率应用的主流开关器件。2010年全球IGBT市场销售额较2009年增长56%，达到32亿美元，占整个功率半导体市场份额10%。
随着研发人员对IGBT器件物理的深入理解和微电子工艺的进步，IGBT正向导通时漂移区非平衡载流子浓度分布控制以及关断时快速抽取的所谓“集电极工程”、表面电子浓度增强的“栅工程”、IGBT芯片内含续流二极管功能的逆导型IGBT，以及短路安全工作区和压接式封装等方面不断取得进展，各大公司不时宣布自己研制生产的IGBT进入了第X代。总体而言，可以把IGBT的演变归纳为以下六代。
第一代—CZ（Czochralski，直拉）晶片（异质外延片）平面栅PT型（PunchThough，穿通）型，采用异质双外延在DMOS工艺基础上制得；
第二代—CZ晶片（异质外延片）精细结构平面栅PT型；
第三代—CZ晶片（异质外延片）槽栅（TrenchGate）PT型；
第四代—FZ（Float-Zone，区熔）晶片平面栅NPT（NonPunchThough，非穿通）型；
第五代—FZ晶片槽栅电场截止（FieldStop：FS或弱穿通LightPunch-Through：LPT）型，包含CSTBC（CarrierStoredTrenchgateBipolarTransistor）结构，同时也包括逆导（ReverseConducting：RC）、逆阻（ReverseBlocking：RB）型结构IGBT。
第六代—第五代基础上有更薄的硅片，更精细的元胞结构。
未来IGBT将继续向精细图形、槽栅结构、载流子注入增强和薄片加工工艺发展，其中薄片加工工艺极具挑战（Infineon公司2011年已经展示其8英寸、40m厚的IGBT芯片）。同时，电网等应用的压接式IGBT、更多的集成也是IGBT的发展方向，如从中低功率向高功率发展的RC-IGBT。
除硅基IGBT外，SiC材料已被用于IGBT的研制，2007年，Purdu大学研制了阻断电压高达20kV的SiCP-IGBT，同年Cree公司也报道了12kV的SiCN-IGBT，美国DARPA高功率电子器件应用计划－HPE的目标之一就是研制10-20kV的SiCIGBT。随着SiC材料生长技术的进一步完善，SiCIGBT将走向实用。
国内在“八五”科技攻关中即安排了IGBT研发，但长期以来只有样品没有产品，只有IGBT模块生产，没有IGBT芯片国产化。近两年，我国IGBT产业在国家政策及重大项目的推动及市场牵引下得到了迅速发展，呈现出大尺寸FZ单晶材料、IGBT芯片工艺和IGBT模块封装技术全面蓬勃发展的大好局面。天津中环半导体股份有限公司研制的6英寸FZ单晶材料已批量应用，在国家“02”科技重大专项的推动下，8英寸FZ单晶材料已取得重大突破；电磁灶用1200VNPT型IGBT已由多家企业（江苏东光、华润华晶、山东科达等）批量供货，这标志着我国国产IGBT芯片打破了国外一统天下的局面；华润上华和华虹NEC基于6英寸和8英寸的平面型和沟槽型600V、1200V、1700V、2500V和3300VIGBT芯片已研制成功，正进行可靠性考核或部分进入量产；4500V和6500VIGBT芯片研制也在积极推进中；杭州士兰微基于全部自身芯片（IGBT、FRD、高压DriverIC）的IPM模块已研发成功正进入用户考核；封装技术取得重大进展。株洲南车时代电气股份有限公司的IGBT功率模块已在国内地铁及机车上装车运行，产品性能等同于国外产品。株洲南车在建立海外功率半导体研发中心的同时，正在湖南建设大功率IGBT产业化基地，在扩展IGBT模块封装线的基础上，建设8英寸IGBT芯片生产线。中国北车集团属下的西安永电电气有限责任公司在国家“02”科技重大专项“高压大功率IGBT模块封装技术开发及产业化”项目中研制的6500V/600AIGBT功率模块已成功下线，使企业成为世界第四个、国内第一个能够封装6500V以上电压等级IGBT的厂家。
此外，江苏宏微的IGBT模块已成功进入电焊机市场，浙江嘉兴斯达的IGBT模块正积极向国外市场推广。虽然国内IGBT行业近年来取得了重大进展，但我们必须清醒地看到，国内IGBT行业与国外相比还存在巨大差距，主要是芯片生产技术上，在量大面广的400V-600V薄片FS（场阻）结构IGBT芯片生产、高可靠高性能IGBT芯片技术、压接式IGBT功率模块生产技术等领域我们与国际先进水平还有较大差距。
4.SiCJFET、SiCSIT及硅基GaN开关器件
作为没有肖特基接触和MOS界面的单极器件JFET，由于采用p-n结栅极，避免了SiCMOSFET存在的低反型层沟道迁移率和SiO2层可靠性低的问题。SiCJFET功率开关已成为SiC单极器件的热点研究领域，美国Rutgers大学报道的常关型Ti-VJFET器件的阻断电压已达到11kV，比导通电阻130m.cm2，品质因子930MW/cm2。美国SemiSouth公司已商业推出从650V-1700V的系列SiCJFET产品。
静电感应晶体管（Staticinductiontransistors，SIT）是一种由pn结栅或肖特基结栅控制的多子导电器件，除了应用在微波功率器件的低频领域（UHF－C波段）外，SiCSIT是市场上第一款SiC功率开关器件。该SiCSIT器件耐压为1200V，导通电阻为12m.cm2。
GaN材料具有3倍硅的禁带宽度、10倍硅的临界击穿电场和2.5倍硅的饱和漂移速度，特别是基于GaN的AlGaN/GaN结构具有更高的电子迁移率，使得GaN器件具有低导通电阻、高工作频率，能满足下一代电子装备对功率器件更大功率、更高频率、更小体积和更恶劣高温工作的要求。近年来，随着GaN材料在光电器件领域的广泛应用，加速了GaN材料的发展，特别是大直径硅衬底GaN外延生长技术的进步以及逐步商业化，使得GaN具有更低廉的成本价格，有力地促进了GaN功率半导体器件的发展。
目前，基于GaN的功率开关器件主要包括AlGaN/GaNHEMT（HFET）、GaN基MOSFET和MIS-HEMT等结构。其中，AlGaN/GaNHEMT具有工艺简单、技术成熟、优良的正向导通特性和高的工作频率等优点，成为GaN功率开关器件中最受关注的结构。
众所周知，基于AlGaN/GaN结构的晶体管是耗尽型（常开型）器件，而具有正阈值电压的增强型（常关型）功率开关器件能够确保功率电子系统的安全性、降低系统成本和复杂性等，是功率系统中的首选器件。因此，对于AlGaN/GaNHEMT器件而言，增强型HEMT器件实现技术也是研究者们极其关注的问题。目前国际上多采用超薄AlGaN层、凹槽栅、P型栅和氟离子注入等方法实现增强型导电沟道。
目前基于6英寸硅基GaN平台，IR公司和EPC公司分别推出了30V和100V/200V的GaN场效应电力电子器件，600V-900VGaN器件在近期也将推向市场。以欧洲微电子研究中心为代表的研发机构正开展8英寸硅基GaN电力电子器件研究。