瑶芯微与郝跃团队突破碳化硅超级结技术，电流密度最高提升166%，开启国产替代新征程

【导语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。此次发布的核心成果是瑶芯微电子与郝跃院士团队产学研合作的结晶在碳化硅超级结技术上取得原创突破。】碳化硅功率器件战略产业核心关键功率器件是电力电子装置的基础而第三代半导体中的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。目前它已成为新能源汽车、数据中心800V供电架构等战略产业发展的核心关键器件。市场调研机构Yole集团数据显示2025年全球碳化硅功率器件市场规模约37亿美元预计到2030年将突破100亿美元。不过中国虽为电力电子应用大国但碳化硅功率器件市场约80%被海外公司占据。超级结MOSFET下一代突破方向现阶段碳化硅功率器件主要有平面型MOSFET和沟槽型MOSFET。为提升器件功率密度与转换效率超级结MOSFET技术被业界视为下一代突破方向海外头部企业将其定位为2027 - 2031年的下一代主力技术路线。然而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国内外科研机构和企业攻关多年都未取得具备产业化价值的成果。原创突破性能指标大幅提升瑶芯微电子与郝跃院士团队自2021年开展联合攻关并协同晶圆代工厂芯联集成开发工艺平台经过五年努力在碳化硅超级结技术上实现原创突破。该器件实现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·平方厘米电流密度较商业化国际顶级水平分别提升50%和166%。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倍的温度系数有实质突破。器件BFOM高达2.1吉瓦每平方厘米功率密度提升了81%有效兼顾超低导通损耗与高频高效开关特性。应用变革系统级提升与成本降低在应用端碳化硅超级结技术带来系统级变革。它显著提升器件高温下的功率密度推动模块设计和电路架构变革助力新能源汽车主驱等应用突破3300V以上高压大电流器件技术瓶颈可应用于数据中心固态变压器等场景芯片面积缩小结合8英寸晶圆制造优势大幅降低单芯片成本为客户提供高性价比产品。瑶芯微电子围绕核心应用领域构建了功率器件系统级解决方案产品进入多家全球领先客户实现国产替代。并且在碳化硅晶圆升级关键窗口期率先实现8英寸碳化硅MOSFET量产。编辑观点瑶芯微电子与郝跃团队的突破意义重大使我国具备参与下一代功率器件技术路线竞争的能力有望打破海外企业主导格局推动国内碳化硅功率器件产业发展。