SiC沟槽栅器件突破背后芯粤能的技术迭代密码与市场雄心

随着我国新能源产业的崛起，SiC产业作为代表性配套产业之一也正迎来蓬勃发展。近日，广东芯粤能半导体有限公司（以下简称“芯粤能”）经过近两年时间的技术研发和测试，已成功开发出第一代SiC（碳化硅）沟槽MOSFET工艺平台。芯粤能CTO相奇在接受集微网采访时指出：“技术只有找到市场才能快速进步，而SiC的主要应用市场在中国。电动汽车、风光储能、电网、轨道交通等领域都是中国的强项，这些都为SiC的国产化发展提供了强大动力。”

作为国内SiC芯片制造的领先企业之一，芯粤能凭借其“量产一代、储备一代、预研N代”的技术迭代体系，迅速展现出独特优势：技术创新提速迅速提升了产品性能及可靠性，规模化效应又不断推动着制造成本持续下降。

需求驱动，SiC国产化势不可挡

与传统的Si基IGBT相比，SiC功率器件具有更高的效率、更高的工作温度、更快的开关速度以及更高的电压承受能力，更契合新能源汽车、风光储、轨道交通、AI数据中心、低空经济等产业对电力电子器件的需求。

受益市场驱动，我国SiC产业市场规模快速增长，根据集微咨询（JW Insights）数据，中国SiC器件市场规模预计将由2023年的130亿元提升至2028年的超400亿元，同时构建起较为完备的SiC产业链，覆盖芯片设计、衬底制造、外延片生产、晶圆制造、芯片封装、器件测试等领域，且企业数量位居全球前列，如SiC器件领域，全球约104家企业中，中国企业多达78家（大陆71家、台湾7家）。

在众多本土企业的努力下，国产SiC进入产能快速释放的新周期。相奇介绍称：“尽管国际头部企业凭借先发优势仍占据全球95%的市场份额，但国产SiC器件已在车厂验证，2025年将成为国产SiC芯片规模量产上车的元年，芯粤能制造的芯片也有望在2025年上半年上车，未来这一进程将逐步加快，且趋势已不可阻挡。”

沟槽突破，赶超国际先进水平在即

影响决定SiC大规模应用的核心要素主要是“PRC”指标——性能（Performance）、可靠性（Reliability）、成本（Cost）。据相奇介绍：“目前70%的SiC应用在新能源汽车上，其中又有约90%用于主驱系统。而主驱系统对功率芯片的性能和可靠性要求极高。”另据供应链消息，两年前SiC的成本约为Si基IGBT的3倍-5倍，也制约了SiC的普及。

不过自2024年以来，SiC的“PRC”指标加速了由量变到质变的进程，性能快速提升的同时，成本也在快速下降，大大缩短了本土SiC的上车进程，而这一成就离不开本土企业的技术创新和迭代。

芯粤能作为领先企业之一，自成立之初便确立了“加速迭代，快速赶超”的研发策略，并提出了“量产一代，储备一代，预研N代”的技术迭代体系。

围绕“PRC”指标，芯粤能已推出SBD和MOSFET两大SiC平台工艺。针对要求极高的新能源汽车主驱市场，芯粤能将MOSFET作为主要创新领域，目前第一代、第二代平面MOSFET工艺平台均已实现成熟量产，第三代和第四代平面MOSFET工艺平台也已进入开发阶段。

在沟槽MOSFET方面，芯粤能于2023年下半年启动预研，目前第一代工艺平台的1200V试制品的平均良率已经达到90%以上，其中单片最高良率超过97%，已与平面工艺平台的良率基本持平。

据了解，其第一代沟槽MOSFET工艺平台23mm²芯片尺寸下导通电阻为12.5mΩ，比导通电阻指标已达到2.3mΩ·mm²，温升系数、开关损耗、抗雪崩和抗短路能力都达到产业应用的要求。关键可靠性摸底测试包括HTGB、HTRB、HV-H3TRB等皆零失效通过1000小时考核。相奇表示：“公司SiC产品性能已接近国际先进水平，预计未来两年，基于第三、第四代平面工艺和第二代沟槽工艺的产品将全面赶超国际先进水平。”

此外，芯粤能产线严格按照车规高标准构建，已顺利通过IATF 16949、ISO 9001、ISO 14001、ISO 45001等管理体系认证，确保产线管理严格满足行业要求。芯粤能车规主驱芯片已通过车规可靠性AEC-Q101认证，相应功率模块已通过AQG 324验证。

创新赋能，加速冲刺国内前三

相奇预测：“预计未来1～2年内，SiC成本将与Si基IGBT相当；考虑到IGBT也在降价，两者成本有望在3年内实现持平。”届时SiC将加快对传统Si基IGBT的替代速度。芯粤能销售总监丁原强指出：“当芯片的性能和可靠性达到国际先进水平时，价格将成为企业扩大市场份额的关键因素。”

针对价格挑战，芯粤能依托“量产一代，储备一代，预研N代”的技术迭代体系，不断加快迭代创新速度，通过提升工艺稳定性、生产良率、产品可靠性和交付及时性，为客户打造极具竞争力的产品和最佳交付体验。例如，其采用沟槽结构的第一代碳化硅MOSFET工艺平台已于2025年年初开发成功，有望填补国产沟槽器件商业化空白；公司也在推进第二代沟槽结构工艺平台开发，成本将会进一步下降，芯片的功能和性能也会同步获得提升。

在相奇看来，SiC技术远不如Si技术成熟，因此创新空间大、创新附加值高：“技术创新是企业增加竞争力、抗‘卷’的最佳方法，是解决行业痛点、降低成本的重要手段。”随着以芯粤能为代表的本土芯片企业PRC竞争力快速提升，SiC国产化率也进入快速增长新阶段。丁原强预计，今年国内SiC厂商的市占率有望同比增加10～15个百分点，至今年年底国产化率最高可达20%，并有望在未来3~5年突破50%。

在提供通用产品制造的同时，芯粤能也会就特殊需求向客户提供定制化服务，助力客户打造差异化竞争力，提升产品毛利率。针对行业痛点及未来需求，芯粤能还提供隔代预研合作服务，目前正与多个客户基于未来3-5年的市场需求预判，进行隔代新工艺、新产品研发。

丁原强表示：“我们有好的技术、好的工艺，都会毫无保留地与合作伙伴分享，他们需要什么，我们就想办法帮他们做什么，助力他们在市场竞争中脱颖而出。只有合作伙伴发展得好，我们才能实现互惠共赢。”

未来，芯粤能将在与客户，乃至终端用户的紧密合作中“加速迭代，快速赶超”，朝着国内前三的SiC芯片制造服务商目标迈进。

结语：

在SiC产业加速“内卷”的当下，芯粤能凭借其技术迭代体系和对市场需求的深刻洞察，正稳步迈向国内SiC芯片制造的前列。随着产能的释放和技术的持续创新，SiC器件的成本正在快速下降，其应用领域也在不断拓展。

从新能源汽车到风光储，从工控到家电，从AI数据中心到低空经济，SiC的市场潜力正逐步释放。芯粤能不仅要在国内市场展现出强大的竞争力，更要通过全球战略布局，逐步提升其在国际市场的影响力。未来，随着国产化率的持续提升和技术创新的不断突破，中国企业有望在SiC领域实现对行业领先技术的全面赶超，为全球新能源产业的发展贡献更多“中国力量”。