沟槽型SiC MOSFET因其氧化层脆弱而存在可靠性短板,英飞凌虽声称其特殊结构通过了多项测试,但功率器件产业链仍需车厂、封装与材料端协同验证才能规模化上车。沟槽结构是SiC MOSFET的终极目标,但可靠性能否达到车规要求,最终取决于工艺进步与产业链协同验证。
沟槽结构可靠性痛点
碳化硅MOSFET从平面结构演进到沟槽结构是行业趋势,但沟槽结构的缺点在于会让氧化层变得脆弱。英飞凌和罗姆的产品采用沟槽型,而克里、意法、安森美目前仍以平面型为主。虽然英飞凌声称其结构与竞品不同并做了多项可靠性测试,但碳化硅的封装难度远大于IGBT,因此必须参考车厂的验证结果。
产业链协同验证要求
上游材料与中游设计
碳化硅封装需重新设计以发挥其性能,国内厂商目前主要能生产二极管(红海),而工艺要求更高的MOS管(蓝海)仍是增量市场。晶圆尺寸方面,碳化硅主流仍是6寸线,8寸线扩产需大量时间,这制约了降本与供货。
下游车厂验证
特斯拉的召回事件显示碳化硅产品可能存在一致性隐患,需要更多可靠性试验。车厂验证流程中,逆变器功率半导体元件的异常会直接触发召回,因此产业链需协同验证衬底一致性、封装可靠性及长期工作稳定性。
常见问题
沟槽型SiC MOSFET是否已通过车规验证?
目前英飞凌声称其结构通过了多项测试,但由于碳化硅封装难度远大于IGBT,最终可靠性需参考车厂的验证结果,行业尚未完全达成共识。
国内功率器件厂商在SiC领域面临哪些挑战?
国内厂商重心仍在IGBT,碳化硅方面主要能生产二极管(红海竞争激烈),而MOS管工艺难度大,是增量市场(蓝海)。封装需重新设计以发挥碳化硅性能,且晶圆主流为6寸线,8寸线扩产缓慢。
产业链协同验证的关键环节有哪些?
包括衬底一致性检测、封装可靠性测试、逆变器长期工作稳定性验证,以及车厂对逆变器功率半导体元件的整机级验证。特斯拉的召回事件表明,特定参数漂移可能导致一致性差异,需多环节协同排查。