上海
上证报中国证券网讯（记者 王敬博）9月7日，“破界·启新——碳化硅前沿技术分享暨碳化硅超级结MOSFET成果发布会”在上海举行。会上，瑶芯微（上海）电子科技股份有限公司（以下简称“瑶芯微电子”）发布1200V碳化硅超级结MOSFET产品。据介绍，该产品由瑶芯微电子与中国科学院院士、西安电子科技大学教授郝跃及其团队联合研发，并协同芯联集成电路制造股份有限公司开展工艺平台开发，历经5年技术攻关，实现了碳化硅超级结技术从实验室研究向产品化验证的推进。
碳化硅功率器件是新能源汽车、光伏储能、数据中心以及电网装备等领域的重要电力电子器件，目前全球碳化硅功率器件市场仍主要由海外企业占据。
与传统平面型、沟槽型MOSFET相比，超级结结构通过P型柱与N型柱的电荷平衡改善器件内部电场分布，在保持耐压能力的同时，可有效降低导通损耗、提升功率密度。不过，由于超级结结构对电荷平衡、外延生长和离子注入等工艺具有较高要求，其产业化一直面临较大技术挑战。
“碳化硅超级结技术面临的核心难题，是如何把理论设计转化为稳定、可制造的工程结构。”西安电子科技大学教授贾仁需在发布会上表示，相关研发过程中，需要解决理论模型与实际工艺适配、复杂结构电场协同以及工艺波动控制等问题。
据介绍，瑶芯微电子与郝跃院士团队自2021年开展联合技术攻关以来，围绕理论模型、器件设计、工艺开发和产品化等环节持续推进，并与芯联集成协同开展工艺平台开发。其中，高能离子注入、窄元胞结构设计以及电荷平衡鲁棒性设计等成为产品开发的关键环节。
此次发布的1200V碳化硅超级结MOSFET产品，公布了一组性能指标：器件耐压达到1635V；在室温和175℃条件下，比导通电阻分别低至1.27毫欧·平方厘米和1.5毫欧·平方厘米；25℃至125℃范围内实现导通电阻零温漂，175℃温度系数小于1.2倍；器件BFOM（品质因数）达到2.1吉瓦每平方厘米。
“从器件结构到工艺实现，超级结技术对设计与制造的协同提出了更高要求。”瑶芯微电子联合创始人、CTO陈开宇表示，相关技术不仅需要实现理想状态下的电荷平衡，还需要建立能够容纳实际制造误差的工艺窗口，以提高产品的工程化可行性。
郝跃院士表示，瑶芯微电子推出的1200V碳化硅超级结MOSFET，属于全球范围内率先完成产品化验证的碳化硅超级结器件。
从产业化进展看，瑶芯微电子目前已与芯联集成开展量产合作。公司表示，首批产品将面向数据中心高压直流供电系统、AI服务器电源等对功率密度要求较高的应用领域。同时，公司已在国内率先实现8英寸碳化硅MOSFET量产，并围绕新能源汽车和数据中心等场景布局功率器件解决方案。
业内人士认为，随着新能源汽车、AI数据中心以及高压直流供电等应用快速发展，功率器件对高耐压、低损耗、高温稳定性和高功率密度的要求不断提高。碳化硅超级结技术能否进一步实现规模化量产和商业应用，还取决于制造良率、成本以及下游客户验证等因素。此次国产碳化硅超级结MOSFET的产品化落地，意味着在下一代技术起跑线上，中国厂商已占得先机。
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