碳化硅功率器件彌補(bǔ)了硅基功率器件無法企及的高度，提升了功率器件的性能和應(yīng)用場景。目前，碳化硅功率器件廣泛應(yīng)用于電動汽車和光伏發(fā)電領(lǐng)域。碳化硅功率器件提高了電動汽車的續(xù)航里程，縮短了充電時(shí)間，提高了光伏發(fā)電的轉(zhuǎn)換效率。在國家提倡使用清潔能源的政策，背景下，碳化硅在國內(nèi)市場具有廣闊的發(fā)展空間和需求。

根據(jù)IHS  Markit的預(yù)測，預(yù)計(jì)到2027年，全球碳化硅功率器件市場規(guī)模將超過100億美元。隨著電動汽車(EV)和光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，碳化硅功率器件百億軌道正式開啟，國內(nèi)碳化硅企業(yè)快速到位。

華潤微——國內(nèi)電力設(shè)備龍頭企業(yè)

華潤微是中國電源設(shè)備和產(chǎn)品解決方案的主要提供商。擁有多條晶圓生產(chǎn)線，具備獨(dú)立完成晶圓制造、封裝和芯片測試的能力。在功率器件方面，華潤微掌握了溝槽SBD功率器件的先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)和生產(chǎn)工藝。華潤微2021年上半年財(cái)務(wù)報(bào)告顯示，2021年上半年?duì)I收44.55億元，同比增長45.43%。其中，電力設(shè)備是收入增長的主要來源。

來源：華潤微

官網(wǎng)信息顯示，目前華潤微的碳化硅功率器件只有650V和1200V兩種電壓等級的碳化硅二極管，碳化硅MOSFET還沒有正式上市。華潤微650V、1200V碳化硅二極管屬于工業(yè)級產(chǎn)品，額定電流覆蓋2A至40A，可滿足客戶不同電壓、電流的需求。產(chǎn)品主要應(yīng)用于光伏發(fā)電、UPS、汽車充電樁等應(yīng)用領(lǐng)域。同時(shí)，華潤微表示，工業(yè)級碳化硅二極管也可用于車載高壓OBC產(chǎn)品。產(chǎn)能方面，華潤微的碳化硅二極管采用自有6英寸晶圓生產(chǎn)線生產(chǎn)，出貨穩(wěn)定，市場供應(yīng)充足。目前，華潤微正在研究的第四代碳化硅二極管產(chǎn)品在技術(shù)上有了新的突破，產(chǎn)品綜合性能達(dá)到世界水平。

碳化硅MOSFET方面，此前有媒體報(bào)道，華潤微的碳化硅MOSFET將于11月的第一個(gè)周末發(fā)布，填補(bǔ)了華潤微在碳化硅領(lǐng)域的產(chǎn)品空缺，但目前還沒有新的產(chǎn)品出現(xiàn)。11月11日，據(jù)電子發(fā)燒友網(wǎng)記者了解，原定于11月在重慶發(fā)布的新款碳化硅MOSFET因疫情原因延期。預(yù)計(jì)新的碳化硅MOSFET將于12月推出。

碳化硅晶圓生產(chǎn)線方面，在國內(nèi)其他企業(yè)仍在積極布局碳化硅產(chǎn)業(yè)的同時(shí)，華潤微的6英寸晶圓生產(chǎn)線將于2020年下半年投產(chǎn)，計(jì)劃月產(chǎn)能約1000片。

科天潤在國內(nèi)倡導(dǎo)碳化硅功率器件

作為碳化硅功率器件解決方案的主要提供商，科天潤近年來不斷募集資金，以擴(kuò)大碳化硅產(chǎn)業(yè)規(guī)模，推動國內(nèi)碳化硅在各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展。科天潤采用IDM生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線的自主控制。

來源：泰科天潤

柯天潤通過專有設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)了溝槽結(jié)構(gòu)的碳化硅肖特基二極管，既保證了阻斷電壓，又增加了二極管陽極區(qū)的接觸面積。此外，二極管的導(dǎo)通電阻降低，系統(tǒng)損耗降低。科天潤的碳化硅肖特基二極管有600伏/2A-100安、1200伏/2A-50安、1700伏/5A  -50、3300伏/0.6A-50安，有四大系列產(chǎn)品

泰科天潤的碳化硅功率器件與同電壓等級其他廠商的產(chǎn)品相比，產(chǎn)品面積更小。在不改變產(chǎn)品面積的情況下，通過優(yōu)化，碳化硅功率器件的抗浪涌能力可以達(dá)到10倍甚至更高。

產(chǎn)能方面，泰科天潤目前擁有兩條晶圓生產(chǎn)線，4英寸和6英寸碳化硅晶圓生產(chǎn)線正在運(yùn)行，這兩條生產(chǎn)線的晶圓制造良率控制在90%以上。其中，湖南6英寸生產(chǎn)線計(jì)劃年產(chǎn)能6萬片，預(yù)計(jì)將帶來13億片的年產(chǎn)值。

基礎(chǔ)半導(dǎo)體中國第三代半導(dǎo)體龍頭企業(yè)

基礎(chǔ)半導(dǎo)體團(tuán)隊(duì)，由國內(nèi)外多家知名高校和研究機(jī)構(gòu)的博士領(lǐng)銜，主要從事碳化硅功率器件材料的生產(chǎn)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和封裝測試。基礎(chǔ)半導(dǎo)體采用IDM的垂直產(chǎn)業(yè)模式，加速企業(yè)在碳化硅領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟。

來源：基礎(chǔ)半導(dǎo)體

在碳化硅二極管方面，基礎(chǔ)半導(dǎo)體基于自身在碳化硅外延層的優(yōu)勢，研發(fā)了B1D10K02Q。B1D10K02Q為碳化硅PiN二極管，可承受10kV反向電壓，阻斷電壓為14kV。與傳統(tǒng)二極管相比，這種芯片的開關(guān)頻率更快。在高壓系統(tǒng)中應(yīng)用可以減少使用的元器件數(shù)量，降低電路設(shè)計(jì)難度，提高系統(tǒng)的可靠性。B1D10K02Q采用4英寸晶圓生產(chǎn)線，產(chǎn)品良率可達(dá)90%以上。

為了滿足市場需求，基礎(chǔ)半導(dǎo)體還推出了由SMBF封裝的小尺寸碳化硅肖特基二極管B2D04065V，面積只有19平方毫米，主要用于快充電源適配器。B2D04065V的電壓等級為650V，正向?qū)妷簽?.35V為了降低碳化硅肖特基二極管的浪涌電壓和高溫下的系統(tǒng)損耗，采用了襯底減薄工藝。同時(shí)，該工藝的加入還可以減少晶圓轉(zhuǎn)移過程中晶圓的間隙或裂紋，從而提高晶圓制造的良率。

來源：基礎(chǔ)半導(dǎo)體

半導(dǎo)體的基礎(chǔ)碳化硅MOSFET大多集中在1200V的電壓等級，額定電流在20A到114A之間。基礎(chǔ)半導(dǎo)體1200V的碳化硅MOSFET可靠性高，主要體現(xiàn)在柵氧化層壽命高、擊穿電壓穩(wěn)定高、耐短路等方面。基礎(chǔ)半導(dǎo)體1200V的碳化硅MOSFET擊穿場強(qiáng)為10MV/cm。根據(jù)官方，在20V負(fù)關(guān)斷電壓的應(yīng)用，柵氧化層的壽命超過200年。同時(shí)，1200V碳化硅MOSFET的實(shí)際最大耐受電壓為1528V，即使在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)峰值電流，對系統(tǒng)的影響也很小。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，基礎(chǔ)半導(dǎo)體對1200V碳化硅MOSFET進(jìn)行了優(yōu)化，將產(chǎn)品的短路耐受時(shí)間提高到6s，進(jìn)一步保護(hù)了系統(tǒng)的安全性。

在晶圓生產(chǎn)線布局方面，作為基礎(chǔ)半導(dǎo)體的深圳坪山第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)基地和南京制造基地將在2020年陸續(xù)開工。南京基地預(yù)計(jì)2021年在年底投產(chǎn)，坪山基地預(yù)計(jì)2022年投產(chǎn)。兩個(gè)基地都有碳化硅產(chǎn)品，屆時(shí)國內(nèi)碳化硅產(chǎn)能會有所提升。

標(biāo)簽

如今，碳化硅功率器件的市場需求爆發(fā)式增長，國內(nèi)企業(yè)也抓住了碳化硅發(fā)展的出路，大力發(fā)展碳化硅功率器件。與此同時(shí)，國內(nèi)多家碳化硅企業(yè)采用IDM垂直產(chǎn)業(yè)模式，加速布局碳化硅功率器件產(chǎn)業(yè)，瓜分紅利市場