据南京市政府发布公告,经过4年的自主研发,国家第三代半导体技术创新中心(南京)成功攻关沟槽型碳化硅(SiC)MOSFET芯片制造关键技术。
这是我国在这一领域的首次突破,打破了平面型碳化硅MOSFET芯片性能“天花板”。
国家第三代半导体技术创新中心(南京)。图源:江宁发布。
目前业内应用主要以平面型碳化硅MOSFET芯片为主。而沟槽栅结构的设计比平面栅结构具有明显性能优势,可实现更低的导通损耗、更好的开关性能、更高的晶圆密度,从而大大降低芯片使用成本,却一直以来受限于制造工艺,沟槽型碳化硅MOSFET芯片产品迟迟未能问世、应用。
在国家第三代半导体技术创新中心(南京)平台,科研人员在第三代半导体——碳化硅芯片产线上检测产品。图源:南京日报/紫金山新闻记者 孙中元。
国家第三代半导体技术创新中心(南京)技术总监黄润华称“关键就在工艺上”,SiC 材料硬度非常高,改平面为沟槽,就意味着要在材料上“挖坑”,且不能“挖”得“坑坑洼洼”的。
为此,研发团队通过不断的尝试和创新,最终建立了全新的工艺流程,解决了制造过程中的难点,成功制造出了性能更优的沟槽型碳化硅MOSFET芯片。较平面型提升导通性能30%左右。
目前中心正在进行沟槽型碳化硅MOSFET芯片产品开发,推出沟槽型的SiC功率器件,预计一年内可在新能源汽车电驱动、智能电网、光伏储能等领域投入应用。
而且这一成果的应用还将为消费者带来直接的好处,例如在新能源汽车中,使用碳化硅功率器件可以提升续航能力约5%,同时降低芯片使用成本。
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