近日，在第37屆國際功率半導體器件與集成電路研討會（ISPSD2025）上，瞻芯電子攜手浙江大學，圍繞10kV等級碳化硅（SiC）MOSFET技術(shù)的前沿進展，進行了全體大會報告。
10kV SiC MOSFET憑借其在耐高壓、大電流承載能力及耐高溫等方面的突出性能，被認為是智能電網(wǎng)升級和高壓功率變換系統(tǒng)等領(lǐng)域的關(guān)鍵器件。在電力系統(tǒng)領(lǐng)域，它可用于固態(tài)變壓器、柔性輸電和高壓直流輸電等多種終端，有望突破傳統(tǒng)硅基功率芯片在高電壓與高能效場合的技術(shù)瓶頸，進一步提升輸電效率與電網(wǎng)穩(wěn)定性。
光伏逆變器和風電變流器等可再生能源應用場景，對高壓器件的要求同樣嚴苛。10kV SiC MOSFET的高頻運行特性，不僅支持更小型化的電感和電容元件，還能顯著提高功率密度，降低整機尺寸與成本。在極端環(huán)境下，其廣泛的工作溫度范圍和優(yōu)異可靠性，有助于提升電力設備整體的穩(wěn)定性與壽命。
工業(yè)電源方面，高壓大功率應用如電機驅(qū)動、儲能、電動汽車充電樁等，對器件的通流能力和能效提出更高標準。新一代10kV SiC MOSFET在這些場景下的應用，助力電源系統(tǒng)邁向更高轉(zhuǎn)換效率和更低能耗的目標。
不過，高壓SiC MOSFET芯片實現(xiàn)大尺寸、高良率量產(chǎn)并不容易。過去受限于材料與工藝成熟度，相關(guān)芯片多以小面積、低通流能力的原型為主。如何在保障制程可控的前提下提升芯片面積與通流能力，是產(chǎn)業(yè)界長期攻關(guān)的難題。
本次瞻芯電子與浙江大學合作的10kV SiC MOSFET，依托第三代平面柵工藝平臺生產(chǎn)，單芯片面積達到10mm x 10mm，單顆芯片導通電流接近40A，耐壓性能超過12kV。目前該芯片為公開報道中同等級別產(chǎn)品中的最大尺寸方案。其核心參數(shù)比導通電阻（Ron.sp）低于120mΩ·cm2，逼近材料物理極限。工藝上，采用高能離子注入技術(shù)結(jié)合窄JFET區(qū)域設計，平衡了高壓條件下的導通電阻與擊穿電壓矛盾；終端結(jié)構(gòu)的優(yōu)化也有效降低了制造難度，提高了整體產(chǎn)率。
據(jù)介紹，這項成果不僅驗證了大尺寸高通流10kV SiC MOSFET的可行性，也為智能電網(wǎng)、高壓功率變換等需求下的器件升級提供了堅實支撐。上述創(chuàng)新技術(shù)有望推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈持續(xù)升級，助力綠色能源發(fā)展，促進社會可持續(xù)進步。
