罗姆(Rohm)与英飞凌(Infineon)凭借沟槽栅(Trench)结构在SiC MOSFET领域占据技术先机,而克里(Cree)、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电压等级下,罗姆的第三代沟槽栅产品实现了4.1mΩcm²的导通电阻(RonA),较其第二代平面栅产品的8.2mΩcm²大幅降低,这一差距正推动行业竞争格局围绕沟槽栅技术加速重塑。

技术路线分野:沟槽与平面的博弈

参照IGBT的发展历史,沟槽型结构被视为SiC MOSFET的终极目标。罗姆和英飞凌已率先量产沟槽栅产品,而克里、意法、安森美三家仍以平面栅为主。不过,沟槽栅的挑战在于可靠性——栅极氧化层在沟槽结构中更为脆弱,能否满足车规级验证要求,取决于工艺的成熟度。英飞凌虽声称其结构设计独特并完成了大量可靠性测试,但作为碳化硅领域的后来者,仍需通过车厂的严格验证来证明自身实力。

供应链格局与国内厂商的机遇

在应用端,特斯拉采用自研TPAK封装并外采裸芯片,其官宣的碳化硅合作伙伴为意法半导体,而意法的大部分衬底来自Wolfspeed(即克里)。国内厂商方面,比亚迪和斯达多采购意法、博世或克里的晶片进行自主封装。值得注意的是,国内企业目前大多只能生产碳化硅二极管,这一领域已是竞争激烈的红海;而工艺难度更高的SiC MOSFET则仍是蓝海市场,谁能率先实现突破,谁就能抢占增量空间。

产能与降本:晶圆尺寸的制约

碳化硅的降本进程还受到晶圆尺寸的制约。当前碳化硅主流仍为6寸线,克里(Cree)的8寸线尚在扩产阶段。以5×5mm的Die尺寸计算,12寸晶圆的理论产出可达2461颗,而8寸仅为1033颗,晶圆尺寸越大、单片产出越多。若碳化硅晶圆厂无法快速放量8寸线,供货紧张与降本滞后的问题将持续存在。

常见问题

沟槽栅SiC MOSFET一定优于平面栅吗?

沟槽栅在导通电阻上优势明显,罗姆1200V产品的RonA从平面栅的8.2mΩcm²降至4.1mΩcm²,但沟槽结构的氧化层更脆弱,可靠性验证是关键门槛。

哪些厂商已量产沟槽栅SiC MOSFET?

目前罗姆和英飞凌已推出沟槽栅产品,克里、意法、安森美仍以平面栅为主,但预计未来也会逐步转向沟槽型设计。

国内厂商在SiC MOSFET领域处于什么位置?

国内厂商大多聚焦碳化硅二极管(红海市场),在工艺要求更高的MOS管领域仍相对薄弱,该市场目前主要由国外品牌占据,属于增量蓝海。