全球首款！我国碳化硅超级结MOSFET产品重磅发布

全球首款碳化硅超级结MOSFET产品正式发布，这标志着国产原创技术在功率器件领域实现了重大突破。这款由西电校友企业瑶芯微电子推出的芯片，不仅是技术上的跨越，更是产业化的重要一步。 这项成果并非凭空而来。

它源自瑶芯微电子与集成电路学部郝跃院士团队的长期合作。双方历时五年进行联合技术攻关，同时协同晶圆代工厂芯联集成电路制造股份有限公司开发工艺平台。这一系列动作，率先推动了碳化硅超级结技术从实验室走向实际生产。

功率器件是电能转换、控制与调节的核心芯片，也是电力电子装置的基础。从材料角度看，这类器件主要包含硅基材料以及宽禁带半导体材料。后者又被称为第三代半导体材料，具体包括碳化硅和氮化镓。 碳化硅功率器件具备高耐压、低损耗、耐高温和高频特性。

它是实现电能高效转换的核心载体，已经成为新能源汽车、数据中心800V供电架构、光伏储能、特高压输电等战略产业发展的关键器件。 瑶芯微电子是一家西电校友企业。其创始人、董事长郭亮良博士毕业于西安电子科技大学微电子学和固体电子学专业，师从郝跃院士，拥有近20年半导体从业经验。

2019年，郭亮良创办了瑶芯微电子，专注于功率器件和传感器芯片领域。 在产品研发和市场推广过程中，瑶芯微电子团队发现，客户对器件功率密度提升、高温寿命耐久的需求越来越高。碳化硅超级结因此成为亟需攻克的技术方向。

由此，郝跃院士团队与瑶芯微电子自2021年展开联合攻关。 超级结技术究竟是什么？瑶芯微电子联合创始人、CTO陈开宇打了个比方：功率器件类似一座电闸。闸门打开时，电流需要宽大顺畅的通道，以减少损耗。闸门关闭时，则要依靠半导体材料扛住高压电流，防止击穿。

通道越宽，高压越容易横向渗透击穿两侧材料。通道越窄，电流阻力越大，损耗增加，转换效率变低。超级结技术的思路是，在主通道两侧建造一排排交替排布的“承重柱”，即P型柱与N型柱。当器件承受高电压时，原本集中的电场被这些柱子共同分担、相互抵消，电场分布趋于均匀。

主通道无需收窄，就能扛住更高电压。理论听起来巧妙，但真正要把这颗指甲盖大小的芯片造出来，却是在微米尺度上的一场极限挑战。陈开宇把制造过程形容为“在微米世界里盖一栋高楼”。 经过五年努力，最终换来一组硬数据。

该器件实现1635V超高耐压。室温和175°C高温下，比导通电阻分别低至1.27毫欧·平方厘米和1.5毫欧·平方厘米。前者电流密度较商业化国际顶级水平提升50%，后者高温电流密度较商业化国际顶级水平提升166%。

此外，25°C到125°C导通电阻实现零温漂。175°C温度系数小于1.2倍，相较平面或沟槽技术1.8至2.2倍的温度系数取得实质突破。器件BFOM高达2.1吉瓦每平方厘米，功率密度提升81%，有效兼顾超低导通损耗与高频高效开关特性。

该器件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新高度。这实现了从国产替代到原研创新的重大突破，为我国在高端功率半导体领域的自主可控提供了有力支撑。