Rohm与英飞凌在SiC MOSFET领域率先采用沟槽栅(Trench)结构,而Cree(现Wolfspeed)、意法半导体(ST)和安森美(ON)目前仍以平面栅(Planar)结构为主。在1200V功率器件市场,技术路线的分化正在塑造不同的竞争阵营:沟槽栅阵营以Rohm和英飞凌为代表,平面栅阵营则由Cree、ST和安森美主导。这一格局将直接影响各厂商在车规级等高端应用中的可靠性与性能表现。
沟槽栅 vs. 平面栅:技术路线分化
碳化硅MOSFET的栅极结构从平面向沟槽演进,是行业公认的终极目标。Rohm的第三代产品(3G SiC-MOSFET)已采用沟槽栅(UMOS)结构,其1200V等级的导通电阻(RonA)为4.1mΩ·cm²,相比第二代平面栅的8.2mΩ·cm²显著降低。英飞凌也推出了沟槽栅产品,并声称其结构与其他厂商不同,且进行了大量可靠性测试。
然而,沟槽栅的挑战在于氧化层脆弱,能否满足车规级可靠性要求,仍需通过车厂的验证。相比之下,Cree、ST和安森美目前仍主要采用平面栅结构,虽然性能上限可能略低,但技术成熟度更高。国内厂商在SiC MOSFET领域尚处追赶阶段,大部分只能生产二极管,MOS管市场仍是蓝海。
各厂商在1200V功率器件市场的定位
在1200V功率器件市场,各厂商的定位和客户结构差异明显:
- Rohm:作为沟槽栅的技术先驱,其第三代UMOS产品在导通电阻上具有优势,目标市场包括车规级和工业级应用。
- 英飞凌:在IGBT领域是王者,但在SiC领域是后来者。其沟槽栅产品需通过车厂验证,封装难度也高于IGBT。
- Cree(Wolfspeed):作为衬底供应商,是ST的主要衬底来源,同时自身也生产平面栅SiC MOSFET。
- 意法半导体(ST):是特斯拉的官方碳化硅合作伙伴,特斯拉的TPAK封装模块中使用的裸芯片主要来自ST,而ST的衬底大部分来自Cree。
- 安森美(ON):同样主攻平面栅,在工业和汽车领域有一定份额。
特斯拉的供应链模式(自研TPAK封装+多厂家供应芯片)也影响了竞争格局:特斯拉通过采购多家厂商的裸芯片,实现了多供局面。
常见问题
Rohm的沟槽栅技术相比平面栅有哪些优势?
Rohm的第三代沟槽栅(UMOS)结构在1200V等级下,导通电阻(RonA)为4.1mΩ·cm²,仅为第二代平面栅(8.2mΩ·cm²)的一半,这意味着在相同电压下导通损耗更低。
英飞凌在SiC领域的竞争地位如何?
英飞凌在IGBT领域是行业王者,但在碳化硅领域是后来者。其沟槽栅产品声称结构独特且经过可靠性测试,但碳化硅的封装难度远大于IGBT,仍需车厂验证。
国内厂商在SiC MOSFET市场处于什么阶段?
国内厂商目前重心仍在IGBT领域,大部分只能生产碳化硅二极管(红海市场),而MOS管(蓝海市场)仍主要由国外品牌主导。比亚迪和斯达等厂商主要采购国外晶片后自行封装。