最前线|全球首款碳化硅超级结功率器件产品在上海发布，突破海外主导现状

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。

本次发布的核心成果，源自瑶芯微（上海）电子科技股份有限公司（简称“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在碳化硅超级结技术上的深度产学研合作。

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，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。

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。中国虽然是全球最大的汽车、新能源、高端制造等电力电子应用国家，但目前，碳化硅功率器件由海外公司主导，占据全球约80%的市场份额。

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，海外头部企业均将其定位为2027年至2031年的下一代主力技术路线。

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。国内外科研机构和企业投入了大量资源进行技术攻关，尚未出现具备产业化价值的成果。

瑶芯微电子与郝跃院士团队自2021年开展联合技术攻关，并协同晶圆代工厂芯联集成进行工艺平台开发，在碳化硅超级结技术上实现了原创突破。

经过五年努力，最终该器件实现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（电流密度较商业化国际顶级水平提升50%）和1.5 毫欧·平方厘米（高温电流密度较商业化国际顶级水平提升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%），有效兼顾超低导通损耗与高频高效开关特性。

发布会上，瑶芯微电子联合创始人、CTO陈开宇表示，该器件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。

陈开宇指出，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，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，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。最后，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。

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。公司的功率器件产品已进入多家全球领先的汽车电子以及AI数据中心电力电子客户，深度绑定全球头部客户群，在多家头部客户中实现了国产替代。

而在碳化硅晶圆从6英寸向8英寸升级的关键窗口期，瑶芯微电子已经在国内率先实现8英寸碳化硅MOSFET量产。

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。