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國家第三代半導體技術創新中心（南京）經過四年的不懈努力，成功攻克了溝槽型碳化硅MOSFET芯片制造的關鍵技術，實現了我國在這一領域的首次重大突破。這一成果不僅打破了平面型碳化硅MOSFET芯片的性能“天花板”，更為我國半導體產業的高質量發展注入了新的動力。 碳化硅作為第三代半導體材料的代表，以其寬禁帶、高臨界擊穿電場、高電子飽和遷移速率和高導熱率等優良特性，在電力電子、光電子、射頻電子等領域展現出巨大的應用潛力。然而，長期以來，業內主要應用的平面型碳化硅MOSFET芯片在性能上已逐漸接近其極限，難以滿足日益增長的高性能需求。在此背景下，溝槽型碳化硅MOSFET芯片因其更低的導通損耗、更好的開關性能以及更高的晶圓密度，成為行業關注的焦點。 國家第三代半導體技術創新中心（南京）深知這一挑戰的重要性與緊迫性，自項目啟動以來，便組織了一支由核心研發團隊和全線配合團隊組成的精英隊伍，歷時四年不斷嘗試新工藝，最終在溝槽型碳化硅MOSFET芯片制造領域取得了重大突破。他們成功建立了全新的工藝流程，克服了碳化硅材料硬度高、刻蝕難度大等諸多技術難題，實現了溝槽結構的精準制備。 據介紹，溝槽型碳化硅MOSFET芯片通過將柵極埋入基體中，形成垂直溝道，從而顯著提高了元胞密度，消除了JFET效應，并實現了最佳的溝道遷移率。這一設計不僅使導通電阻比平面結構明顯降低，還大幅提升了芯片的導通性能，較平面型提升約30%。同時，溝槽型結構還具備更低的導通損耗、更好的開關性能以及更高的晶圓密度，有助于降低芯片使用成本，推動相關領域的產業升級。 
平面型與溝槽型碳化硅 MOSFET 技術對比 目前，國家第三代半導體技術創新中心（南京）正在進行溝槽型碳化硅MOSFET芯片產品的開發工作，預計一年內可在新能源汽車電驅動、智能電網、光伏儲能等領域投入應用。以新能源汽車為例，碳化硅功率器件相比傳統硅器件具有顯著的省電優勢，可提升續航能力約5%。而應用溝槽結構后，更是可以實現更低電阻的設計，從而在保持導通性能指標不變的情況下，實現更高密度的芯片布局，進一步降低芯片使用成本。 |
