中電科五十五所高級工程師劉強帶來了題為“碳化硅MOSFET技術問題及55所產品開發(fā)進展”的主題報告。報告分析了目前碳化硅MOSFET技術主要面臨問題及解決方法，以及國基南方下一步進展及未來發(fā)展規(guī)劃。

 

SiC MOSFET器件對比Si IGBT具有開關損耗優(yōu)勢顯著，可實現(xiàn)更低導通損耗等優(yōu)勢。對比Si MOSFET具有電流密度更高，導通損耗低，全溫度區(qū)間變化小等優(yōu)勢。

 

商用SiC肖特基二極管于2001、SiC MOSFET 2011年推出，目前已經(jīng)超越“概念驗證”階段。SiC MOSFET產品技術已發(fā)展到第三代，采用新型柵氧、溝槽結構等技術，未來將向更大電流密度、更寬電壓范圍、更高可靠性等方向發(fā)展。

 

不過，目前SiC MOSFET還存在市場滲透率低的問題，商業(yè)化進程依然比較緩慢，特別是SiC MOSFET器件；目前市場規(guī)模不到硅電力電子器件的3％。主要原因是價格高，效率、降低系統(tǒng)成本等收益尚未充分體現(xiàn)；產品成熟度待提升，器件可靠性問題尚未完全解決；封裝和驅動等問題未完全解決，性能優(yōu)勢未得到充分發(fā)揮。

 

SiC MOSFET產品成熟度也有待提高，其中，閾值電壓較低、廠家間差異大，長期穩(wěn)定性問題仍需提升；柵極擊穿離散較大，柵氧介質的高溫長期可靠性仍需驗證；體二極管正向導通狀態(tài)下的雙極型漂移問題尚未完全解決。

 

目前國基南方在材料-芯片及器件設計-芯片制造-封裝-可靠性測試，擁有自主外延生長能力，目前供片能力超過3萬片/年，后續(xù)進一步擴產至10萬片/年，可以滿足600V-20000V 器件研發(fā)生產需求。芯片及器件設計方面擁有寬禁帶國家重點實驗室，專利受理300余項，其中發(fā)明專利超過200項，PCT 10項；R&D投入4500萬元/年，先后承擔并完成了多項國家SiC電力電子器件重大專項、科技部“重點研發(fā)計劃”等方面的研究課題；擁有6英寸SiC專用工藝線，國內最早實現(xiàn)6英寸SiC MOSFET量產，專業(yè)化的模塊封裝能力和先進的器件測試分析能力，可半導體功率模塊研制和批產,年產150萬只功率模塊。

 

報告同時介紹了國基南方下一步進展及未來發(fā)展規(guī)劃，將關注第二代SiC MOSFET產品開發(fā)，超高壓SiC MOSFET器件及模塊以及SiC集成電路。