全球首款碳化硅超级结功率器件由这家中国公司发布 首批客户面向数据中心电源领域

《科创板日报》9月8日讯（记者 郭辉） 全球首款碳化硅超级结功率器件由中国公司发布。

9月7日，瑶芯微（上海）电子科技股份有限公司（下称：“瑶芯微电子”）宣布，发布全球首款碳化硅超级结MOSFET。

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团队合作，历时五年联合技术攻关，协同晶圆代工厂芯联集成进行工艺平台开发，在业内率先实现该前沿技术从实验室走向产业化的突破。

瑶芯微电子联合创始人、CTO陈开宇进行产品介绍

碳化硅超级结技术产业化突破 首批客户面向数据中心电源领域

超级结结构需多层外延生长，层层叠加，每层厚度、掺杂、位置都必须精准，底层偏差会逐层放大。堪称“在微米世界里盖一栋高楼”。

碳化硅材料硬度高，杂质难以扩散，较硅基超级结的工艺难度更高。在发布会现场，西安电子科技大学教授贾仁需表示，碳化硅超级结器件研发面临三大全球性难题，一是理论模型与实际工艺难适配；二是复杂结构导致多区域电场分布难协同；三是工艺波动导致结构设计难实现。

瑶芯微电子碳化硅超级结MOSFET产品

据瑶芯微电子介绍，其团队采用兆电子伏特量级高能铝离子注入，将离子加速到极高能量后精准打入材料内部。该器件的落地，攻克了多层外延厚度与掺杂精度控制、兆电子伏特量级高能离子注入实现深层P型区制备、窄元胞结构设计，以及核心的电荷平衡鲁棒性设计等关键技术，成功将理想电荷平衡点拓展为可容忍工艺波动的设计安全区间，同时完成与之匹配的终端结构开发，实现设计与制造工艺的高度协同。

在产品性能方面，该器件产品逼近碳化硅材料的一维物理极限，将1200V碳化硅功率器件的综合性能推升至新的高度。

据介绍，瑶芯微电子碳化硅超级结器件实现1635V超高耐压，室温和175°C高温下比导通电阻低至1.27毫欧·平方厘米和1.5毫欧·平方厘米。25°C到125°C导通电阻实现零温漂，175°C温度系数小于1.2倍，相较平面或沟槽技术1.8至2.2倍的温度系数取得了实质突破。器件BFOM高达2.1吉瓦每平方厘米，功率密度提升了81%，可兼顾超低导通损耗与高频高效开关特性。

瑶芯微电子联合创始人、CTO陈开宇接受《科创板日报》等媒体采访时表示，在应用端，碳化硅超级结技术带来的不只是器件性能的提升，更是系统级的变革。首先，可显著提升器件在高温下的功率密度，带来模块设计和电路架构的变革，助力新能源汽车主驱、车载电源、AI服务器电源等应用。其次，该技术将突破3300V以上高压大电流器件的技术瓶颈，实现在数据中心固态变压器以及电网装备等场景中的应用。此外，可使芯片面积显著缩小，叠加8英寸晶圆制造的优势，可以大幅降低单芯片成本，为客户提供更高性价比的产品。

陈开宇表示，该公司碳化硅超级结产品已经完成产品性能和可靠性评估，并通过车规级AEC-Q101标准认证，下一步将针对具体应用场景和客户项目，开启商业方案推广。

在量产方面，瑶芯微电子已与晶圆代工厂芯联集成合作，首批客户将面向对功率密度要求严苛的数据中心高压直流供电系统以及AI服务器电源等领域。

下一代主力技术路线 由国内厂商率先突破

“最近几年，无论学术界还是产业界都亟须寻找下一个10年的技术路线，碳化硅超级结技术虽然已被广泛研究，但面临的很多技术瓶颈仍未攻克。历经艰苦攻关，瑶芯微电子找到了解决方案并最终实现产业化落地。”瑶芯微电子创始人、董事长郭亮良博士如是称。

碳化硅功率器件具备高耐压、低损耗、耐高温以及高频特性的优势，是实现电能高效转换的核心载体。目前已成为新能源汽车、数据中心800V供电架构、光伏储能、特高压输电等战略产业发展的核心关键器件。

现阶段，碳化硅功率器件主要包括平面型MOSFET以及沟槽型MOSFET。为进一步提升器件的功率密度与转换效率，超级结MOSFET技术被业界公认为下一代突破方向，从理论上为高压、超高压功率器件开辟出大幅提升器件性能的可行路径。但由于电荷平衡控制极难、工艺精度要求极高，该技术长期停留在实验室研究阶段。

据了解，海外头部企业均将碳化硅超级结定位为2027年至2031年的下一代主力技术路线。目前发力碳化硅超级结的主流厂商包括英飞凌、博世、意法半导体、罗姆、东芝电子、三菱电机等公司。

其中英飞凌碳化硅超级结产品化走得相对靠前，目前英飞凌已推出1200V TSJ架构CoolSiC产品ID-PAK封装样片，规划2027年采用200毫米晶圆正式量产，不过目前暂未公布更多产品细节。博世规划第五代碳化硅功率器件首次引入超结架构，规划2031年正式量产，通常会提前两年向核心客户送样。

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。意味着中国厂商在下一代碳化硅技术竞争中，迈入从“跟随对标”走向“原创突破”的全新阶段。

市场研究机构Yole Group预测，随着200毫米碳化硅晶圆产能扩容，超结架构碳化硅MOSFET将在2027至2028年逐步实现市场普及。