抢占产业先机，全球首款碳化硅超级结功率器件在上海发布

功率器件是电能转换、控制与调节的核心芯片，是电力电子装置的基础。从材料构成角度来说，功率器件主要包括利用硅基材料以及宽禁带半导体材料（又称“第三代半导体材料”，包括碳化硅以及氮化镓）制备的产品。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。

记者9月7日从瑶芯微（上海）电子科技股份有限公司（简称“瑶芯微电子”）获悉，该公司与中国科学院院士、西安电子科技大学教授郝跃团队深度合作，历时五年联合技术攻关，协同晶圆代工厂芯联集成电路制造股份有限公司（简称“芯联集成”）进行工艺平台开发，率先实现碳化硅超级结技术从实验室走向产业化的突破。目前，瑶芯微电子已经正式发布全球首款碳化硅超级结MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管）产品。这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。

根据市场调研机构Yole集团的数据，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。市场竞争格局方面，目前碳化硅功率器件由海外公司主导，占据了全球约80%的市场份额。中国作为全球最大的汽车、新能源、高端制造等电力电子应用国家，迫切需要本土的功率器件公司来支撑战略产业的稳健发展。

记者了解到，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。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。

西安电子科技大学教授贾仁需说，碳化硅超级结器件研发面临三大全球性难题。一是“算不准”，理论模型与实际工艺难适配；二是“找不到”，复杂结构导致多区域电场分布难协同；三是“做不出”，工艺波动导致结构设计难实现。正是这三重困境长期制约着该技术的产业化进程。而通过产学研团队的深度协同，联合晶圆代工厂进行工艺开发，这些瓶颈被逐一攻克，最终实现了从“实验室概念”到“工程化产品”的跨越。

“最近几年，无论学术界还是产业界都亟需寻找下一个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，我们在接二连三的问题中迎难而上，找到了解决方案并最终实现了产业化落地。”瑶芯微电子创始人、董事长郭亮良说。

在产品研发以及市场推广过程中，瑶芯微电子团队发现，客户对于器件功率密度提升、高温寿命耐久的需求越来越高，碳化硅超级结成为亟需攻克的技术方向。由此，瑶芯微电子与郝跃院士团队展开联合攻关。

瑶芯微电子工程师在实验室里监测数据。资料图片

“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。”郝跃院士评价说。

该产品的深层意义在于技术发展方式的转变。过往碳化硅功率器件的技术路线与产品规格由海外企业主导，国内多围绕成熟器件结构开展国产替代。超级结属于下一代器件结构，国内科研与产业团队将原理性技术突破转化为工程化产品，意味着我国已具备参与下一代功率器件技术路线竞争的能力。国产替代是现阶段基础任务，掌握原创器件结构、参与产品定义，则是产业迈向更高水平竞争的重要标志。

目前，瑶芯微电子围绕新能源汽车全场景、数据中心800V供电架构全链路等核心应用领域，构建了功率器件系统级解决方案。

“公司创立之初，我们的愿景就是成为国际一流的半导体企业。”郭亮良说，如今，碳化硅超级结正开启全新的技术篇章，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。