西电校友企业瑶芯微发布全球首款碳化硅超级结MOSFET,突破国产原创技术瓶颈

科技区角 2026-09-27 16:00

【区角快讯】在功率半导体领域,一项源自中国团队的原创技术近日引发行业震动。据媒体报道,西安电子科技大学校友企业——瑶芯微(上海)电子科技股份有限公司,正式对外发布了全球首款碳化硅超级结MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)。这一成果不仅标志着国产技术在高端功率器件领域的重大跨越,更实现了从“跟随”到“引领”的关键转折。

这项突破性成果的诞生,并非一日之功。它源于瑶芯微电子与集成电路学部郝跃院士团队长达五年的联合攻关,并协同晶圆代工厂芯联集成电路制造股份有限公司(简称“芯联集成”)共同开发工艺平台。正是这种产学研用的深度绑定,率先推动了碳化硅超级结技术从实验室的理论构想走向产业化落地。

作为电能转换、控制与调节的核心芯片,功率器件堪称电力电子装置的“心脏”。随着新能源汽车、数据中心800V供电架构、光伏储能及特高压输电等战略产业的迅猛发展,市场对具备高耐压、低损耗、耐高温和高频特性的碳化硅功率器件需求激增。然而,传统技术路线在面对更高功率密度和更长高温寿命的需求时,逐渐显露出瓶颈。

瑶芯微电子创始人、董事长郭亮良博士毕业于西安电子科技大学,师从郝跃院士,拥有近20年半导体从业经验。自2019年创办公司以来,他带领团队深耕功率器件和传感器芯片领域。面对客户日益严苛的性能要求,团队敏锐地捕捉到碳化硅超级结技术的巨大潜力,并于2021年启动与郝跃院士团队的联合研发。

究竟什么是超级结技术?瑶芯微电子联合创始人兼CTO陈开宇用了一个形象的比喻:功率器件好比一座电闸。闸门开启时,电流需要宽阔顺畅的通道以降低损耗;闸门关闭时,则需依靠半导体材料承受高压以防击穿。传统结构中,通道越宽,高压越易横向渗透导致击穿;通道越窄,电阻增大又会导致效率下降。超级结技术的巧妙之处在于,它在主通道两侧构建了一排排交替排列的P型柱与N型柱,如同“承重柱”般分担并抵消电场,使电场分布趋于均匀。这样,主通道无需收窄即可承受更高电压,理论上完美解决了矛盾。

然而,将这一理论转化为现实,无异于在微米尺度上“盖高楼”。经过五年艰苦努力,最终交出了一份亮眼的成绩单:该器件实现了1635V的超高耐压。在室温下,其比导通电阻低至1.27毫欧·平方厘米,电流密度较国际顶级商业化水平提升50%;在175°C高温下,比导通电阻为1.5毫欧·平方厘米,高温电流密度更是较国际顶级水平飙升166%。

更为难得的是,该器件在25°C至125°C区间内实现了导通电阻零温漂,175°C时的温度系数小于1.2倍,远优于平面或沟槽技术1.8至2.2倍的常规水平。其器件BFOM高达2.1吉瓦每平方厘米,功率密度提升81%,有效兼顾了超低导通损耗与高频高效开关特性。可以说,这款器件已逼近碳化硅材料的一维物理极限,将1200V碳化硅功率器件的综合性能推升至全新高度,真正实现了从国产替代向原研创新的实质性飞跃。

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