電子發(fā)燒友網(wǎng)綜合報道 最近在第37屆國際功率半導體器件和集成電路研討會（ISPSD2025）上，瞻芯電子與浙江大學以大會全體報告的形式聯(lián)合發(fā)表了10kV等級SiC MOSFET的最新研究成果。

10kV等級SiC MOSFET器件在下一代智能電網(wǎng)、高壓大容量功率變換系統(tǒng)等領域有廣闊的應用場景。在智能電網(wǎng)中，10kV SiC MOSFET可用于固態(tài)變壓器、柔性交流輸電、柔性直流輸電、高壓直流輸電及配電系統(tǒng)等應用方面。它可以突破硅基功率器件在大電壓、高功率、高溫度方面的限制，推動智能電網(wǎng)的發(fā)展和變革，提高電力傳輸效率，降低線路損耗，增強電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。

在太陽能光伏逆變器和風力發(fā)電變流器中，10kV SiC MOSFET的高頻特性使得系統(tǒng)能夠采用更小的濾波電感和電容，減小設備體積和重量，提高功率密度，降低系統(tǒng)成本。此外，其高可靠性和寬工作溫度范圍，使其能夠在惡劣的自然環(huán)境下穩(wěn)定運行，提高發(fā)電系統(tǒng)的可靠性和使用壽命。

在工業(yè)電源領域，10kV SiC MOSFET能夠滿足高電壓、大功率的應用需求，提高電源的效率和可靠性。例如，在電機驅動、儲能系統(tǒng)、大功率充電樁等領域，它可以實現(xiàn)更高的功率轉換效率，減少能量損失。

但受困于材料及工藝成熟度問題，早期的相關工作多局限于芯片功能展示，芯片面積普遍較小，通流能力較差。如何進一步增加芯片面積，并保持良好的芯片制造良率和可制造性，一直是學術界和產業(yè)界面臨的巨大挑戰(zhàn)。

圖源：瞻芯電子

瞻芯電子與浙江大學聯(lián)合發(fā)表的10kV等級SiC MOSFET芯片，是基于浙江瞻芯SiC晶圓廠的第三代平面柵工藝平臺生產，單芯片尺寸達到10mm x 10mm，單芯片導通電流接近40A，擊穿電壓超過12kV，為目前公開發(fā)表的最大尺寸10kV等級SiC MOSFET芯片。芯片核心性能指標，比導通電阻（Ron.sp）小于120mΩ·cm2，接近SiC材料的理論極限。在芯片制造層面，芯片采用高能離子注入工藝，配合窄JFET區(qū)域設計，有效解決了高壓SiC器件在擊穿電壓和導通電阻之間的矛盾。在芯片設計層面，芯片優(yōu)化了高壓終端結構，極大地提升了芯片終端效率并降低了制造難度。

研究團隊表示，本項工作通過上述一系列工藝和設計創(chuàng)新，實現(xiàn)了更大芯片尺寸、更大通流能力、更高良率水平的10kVSiC MOSFET技術，將提升下一代智能電網(wǎng)、高壓大容量功率變換系統(tǒng)的應用潛力，為高壓固態(tài)變壓器、高壓直流斷路器等場景的應用革新提供了堅實支撐。該技術不僅有望推動相關產業(yè)鏈的升級，同時有助于提升能源利用效率，促進綠色能源的普及應用，為社會的可持續(xù)發(fā)展貢獻力量。