9月7日,瑶芯微电子在上海正式发布全球首款碳化硅超级结MOSFET量产产品。该产品由瑶芯微电子联合中国科学院院士、西安电子科技大学教授郝跃团队研发,并协同芯联集成完成工艺平台开发,历经五年联合攻关,实现碳化硅超级结器件从实验室研究到产品化落地。
此次全球首款碳化硅超级结MOSFET产品发布也受到人民日报关注,并对相关技术成果进行了报道。

瑶芯微此次发布的产品定位为1200V碳化硅功率器件,实测耐压达到1635V,同时在导通电阻、高温电流密度和功率密度等关键指标上实现提升,可面向新能源汽车、数据中心高压直流供电、AI服务器电源等高功率应用。
五年攻关,碳化硅超级结走向产品化
目前量产碳化硅MOSFET主要采用平面型和沟槽型结构,而超级结被视为下一代碳化硅功率器件的重要技术方向。
简单来说,超级结结构通过在器件内部设置交替排列的P型柱和N型柱,改善高压状态下的电场分布,在提升耐压能力的同时兼顾导通性能。不过,这一结构对电荷平衡和制造精度要求很高,长期以来产业化难度较大。
此次研发过程中,瑶芯微团队重点解决理论模型适配、电场分布协同以及精密工艺制造等问题,并采用高能离子注入、多层精准外延等工艺,最终完成碳化硅超级结MOSFET的产品化验证。
1635V耐压,功率密度提升81%

从瑶芯微公布的测试数据来看,这款1200V碳化硅超级结MOSFET实测耐压达到1635V,常温和高温状态下的导通电阻均得到优化。
其中,产品高温电流密度提升166%,功率密度提升81%,同时改善碳化硅器件在高温环境下的性能漂移问题。
对于实际电源设计而言,更高的功率密度意味着在相同功率条件下可以进一步缩小芯片及功率模块尺寸,并降低高温工作时的器件压力,为高功率密度电源系统留下更多设计空间。
此外,该产品基于8英寸碳化硅工艺实现量产。随着芯片面积缩小以及8英寸晶圆产能利用率提升,后续也有利于进一步降低碳化硅功率器件成本。
首批面向数据中心高压直流及AI服务器电源
瑶芯微电子将碳化硅超级结MOSFET重点瞄准新能源汽车、数据中心和高压电力电子市场。
其中,在数据中心领域,该器件可用于高压直流供电系统、AI服务器电源等场景。目前服务器单机柜功率持续提高,高压直流供电对功率器件的耐压、效率、高温性能以及功率密度提出了更高要求,1200V碳化硅器件也因此成为高压功率转换环节的重要选择。
瑶芯微目前已经围绕新能源汽车以及数据中心800V供电架构构建功率器件解决方案,并在国内实现8英寸碳化硅MOSFET量产。
此次超级结MOSFET的首批客户也将重点面向数据中心高压直流供电系统以及AI服务器电源。
充电头网总结
碳化硅超级结并不是一个全新的概念,真正难的是把它从论文和实验室样品做成能够量产、能够交给客户使用的功率器件。
此次瑶芯微电子联合高校团队和晶圆制造企业,将1200V碳化硅超级结MOSFET推进到产品化阶段,并给出了1635V实测耐压、高温电流密度提升166%、功率密度提升81%等数据,这一点本身就值得关注。
从应用来看,这款器件首批就瞄准数据中心高压直流供电和AI服务器电源,方向其实很明确。当前服务器电源正在向更高电压、更高功率密度发展,对功率器件的耐压、效率和高温性能提出了更高要求。
在我们看来,碳化硅超级结真正的价值,最终还是要落到实际产品里。后续如果能够顺利进入客户平台,并在效率、温升和功率密度上体现出优势,这项技术才算真正从发布走向应用。