中電科五十五所高級(jí)工程師劉強(qiáng)帶來(lái)了題為“碳化硅MOSFET技術(shù)問(wèn)題及55所產(chǎn)品開(kāi)發(fā)進(jìn)展”的主題報(bào)告。報(bào)告分析了目前碳化硅MOSFET技術(shù)主要面臨問(wèn)題及解決方法，以及國(guó)基南方下一步進(jìn)展及未來(lái)發(fā)展規(guī)劃。

 

SiC MOSFET器件對(duì)比Si IGBT具有開(kāi)關(guān)損耗優(yōu)勢(shì)顯著，可實(shí)現(xiàn)更低導(dǎo)通損耗等優(yōu)勢(shì)。對(duì)比Si MOSFET具有電流密度更高，導(dǎo)通損耗低，全溫度區(qū)間變化小等優(yōu)勢(shì)。

 

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(yàn)證”階段。SiC MOSFET產(chǎn)品技術(shù)已發(fā)展到第三代，采用新型柵氧、溝槽結(jié)構(gòu)等技術(shù)，未來(lái)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(guò)，目前SiC MOSFET還存在市場(chǎng)滲透率低的問(wèn)題，商業(yè)化進(jìn)程依然比較緩慢，特別是SiC MOSFET器件；目前市場(chǎng)規(guī)模不到硅電力電子器件的3％。主要原因是價(jià)格高，效率、降低系統(tǒng)成本等收益尚未充分體現(xiàn)；產(chǎn)品成熟度待提升，器件可靠性問(wèn)題尚未完全解決；封裝和驅(qū)動(dòng)等問(wèn)題未完全解決，性能優(yōu)勢(shì)未得到充分發(fā)揮。

 

SiC MOSFET產(chǎn)品成熟度也有待提高，其中，閾值電壓較低、廠家間差異大，長(zhǎng)期穩(wěn)定性問(wèn)題仍需提升；柵極擊穿離散較大，柵氧介質(zhì)的高溫長(zhǎng)期可靠性仍需驗(yàn)證；體二極管正向?qū)顟B(tài)下的雙極型漂移問(wèn)題尚未完全解決。

 

目前國(guó)基南方在材料-芯片及器件設(shè)計(jì)-芯片制造-封裝-可靠性測(cè)試，擁有自主外延生長(zhǎng)能力，目前供片能力超過(guò)3萬(wàn)片/年，后續(xù)進(jìn)一步擴(kuò)產(chǎn)至10萬(wàn)片/年，可以滿足600V-20000V 器件研發(fā)生產(chǎn)需求。芯片及器件設(shè)計(jì)方面擁有寬禁帶國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，專利受理300余項(xiàng)，其中發(fā)明專利超過(guò)200項(xiàng)，PCT 10項(xiàng)；R&D投入4500萬(wàn)元/年，先后承擔(dān)并完成了多項(xiàng)國(guó)家SiC電力電子器件重大專項(xiàng)、科技部“重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃”等方面的研究課題；擁有6英寸SiC專用工藝線，國(guó)內(nèi)最早實(shí)現(xiàn)6英寸SiC MOSFET量產(chǎn)，專業(yè)化的模塊封裝能力和先進(jìn)的器件測(cè)試分析能力，可半導(dǎo)體功率模塊研制和批產(chǎn),年產(chǎn)150萬(wàn)只功率模塊。

 

報(bào)告同時(shí)介紹了國(guó)基南方下一步進(jìn)展及未來(lái)發(fā)展規(guī)劃，將關(guān)注第二代SiC MOSFET產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，超高壓SiC MOSFET器件及模塊以及SiC集成電路。