在全球SiC功率器件格局中,中国厂商目前主要集中于平面栅技术路线,与日本Rohm、欧洲英飞凌等主攻沟槽栅的领先企业存在技术代差;但中国在SiC衬底环节的突破,有望为功率器件发展提供基础支撑。
技术路线:平面栅与沟槽栅的分野
全球SiC MOSFET技术路线呈现明显分化。日本Rohm和欧洲英飞凌主攻沟槽栅(Trench)结构,而美国Cree(Wolfspeed)、意法半导体(ST)以及安森美(ON)则主要采用平面栅(Planner)结构。沟槽栅在导通电阻(RonA)上更具优势——以Rohm公布的3G SiC-MOSFET为例,1200V等级产品导通电阻为4.1mΩ·cm²,相比2G平面栅的8.2mΩ·cm²降低约一半。但沟槽栅的弱点在于氧化层较脆弱,能否满足车规级可靠性仍待工艺验证。
中国产业现状:二极管红海与MOS管蓝海
中国功率器件厂商当前重心仍在IGBT领域,对更高难度的SiC MOSFET“心有余而力不足”。国内厂商在SiC领域大部分只能生产二极管,对于工艺要求更高的MOS管尚无法批量制造。碳化硅二极管市场竞争激烈,已属红海;而MOS管市场目前仍以海外品牌为主,属于增量蓝海。谁能率先实现SiC MOS管的量产,谁就能抢占市场先机。
衬底与晶圆:中国的基础支撑
中国在SiC衬底环节的突破可能为功率器件发展提供基础。当前SiC晶圆主流仍为6英寸,Cree的8英寸线还在扩产。晶圆尺寸越大,单片产出芯片数量越多——以5×5mm芯片尺寸为例,8英寸晶圆产出约1033颗,而12英寸晶圆可达2461颗。扩大晶圆尺寸是SiC降本和解决产能不足的关键方向。
常见问题
中国厂商在SiC MOSFET领域能追上海外吗?
目前中国厂商以平面栅为主,与海外沟槽栅路线存在差距,但国内在SiC衬底环节的突破可能为器件发展提供支撑。能否追上取决于工艺进步与产能扩张速度。
特斯拉的SiC供应链对中国有何启示?
特斯拉采用自研TPAK封装,并外购多家厂商的裸芯片,其供应链显示SiC MOSFET的封装设计同样关键。国内厂商虽能采购海外晶片进行封装,但自研芯片能力仍是核心瓶颈。
沟槽栅SiC MOSFET何时能大规模车规应用?
沟槽栅虽有性能优势,但氧化层可靠性需进一步验证。英飞凌声称其结构已通过可靠性测试,但SiC封装难度远大于IGBT,仍需车厂实际验证。