我国攻克碳化硅功率器件关键技术，新能源汽车续航将提升5%
我国攻克碳化硅功率器件关键技术，新能源汽车续航将提升5%
近日，国家第三代半导体技术创新中心（南京）传来振奋人心的消息：经过4年自主研发，我国在沟槽型碳化硅（SiC）MOSFET芯片制造技术上取得重大突破。这一突破不仅打破了平面型碳化硅MOSFET芯片性能的“天花板”，更为我国半导体产业的高端化发展注入了新的动力。
第三代半导体：引领未来的关键技术
第三代半导体技术是全球科技竞争的重要领域，其代表材料碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）具有宽禁带、高临界击穿电场、高电子饱和速度等优良特性。与传统硅基半导体相比，第三代半导体器件能够在更高的温度、更强的电压与更快的开关频率下运行，广泛应用于新能源汽车、智能电网、5G通信等领域。
近年来，我国高度重视第三代半导体产业的发展。《产业结构调整目录》将第三代半导体列为第一类鼓励类的重点领域，“十四五”规划更是提出要加强与整机产业的联动，建设国家级半导体功率器件研发中心，实现全产业链的研究开发。
碳化硅功率器件：突破性能瓶颈
碳化硅功率器件是第三代半导体的重要应用方向，具有高耐压、低损耗的特点，特别适用于高频高温的工作环境。目前，碳化硅MOSFET主要有平面结构和沟槽结构两种。其中，平面结构工艺简单，但存在JFET效应，导致通态电阻增加；而沟槽结构虽然工艺复杂，但可以显著降低导通电阻，提高器件性能。
技术突破：从“追赶”到“领跑”
国家第三代半导体技术创新中心（南京）的技术团队历时4年，成功攻克了沟槽型碳化硅MOSFET芯片制造关键技术。这一突破的关键在于解决了碳化硅材料硬度高、刻蚀工艺难度大的问题。团队通过创新工艺流程，实现了精准的沟槽刻蚀，突破了“挖坑”难、稳、准等技术难点。
与传统的平面型结构相比，沟槽型碳化硅MOSFET芯片的导通性能提升了约30%。这一技术进步将带来更低的导通损耗、更好的开关性能和更高的晶圆密度，从而大大降低芯片使用成本。
应用前景：赋能产业升级
这一技术突破将为多个下游产业带来显著的性能提升和成本优化。以新能源汽车为例，碳化硅功率器件本身相比硅器件就具备省电优势，可提升续航能力约5%。应用沟槽结构后，更低的电阻设计将进一步提高效率，同时在保持相同性能指标的情况下实现更高密度的芯片布局，从而降低整体成本。
除了新能源汽车，这一技术还将在智能电网、光伏储能等领域发挥重要作用。预计一年内，相关产品将在这些领域投入实际应用，为我国的绿色能源转型和产业升级提供强有力的技术支撑。
这一突破不仅填补了我国在半导体产业链中的重要空白，更为我国半导体产业的高端化发展注入了新的动力。随着技术的不断成熟和应用的逐步推广，我国在第三代半导体领域的自主创新实力将进一步增强，为全球半导体产业的发展贡献更多中国智慧。