接近物理极限！10kV SiC MOSFET的新进展

06-11 13:11

电子发烧友网综合报道。近期在第 37 国际功率半导体器件与集成电路研讨会（ISPSD 在2025年上，瞻芯电子与浙江大学联合发布了全体会议报告。 10kV 级别 SiC MOSFET 最新研究成果。

10kV 级别 SiC MOSFET 该设备广泛应用于下一代智能能源、高压大空间功率转换系统等领域。10kV智能电网 SiC MOSFET 适用于固体变压器、软交流输电、柔性DC输电、高压DC输电及配电系统等应用。它能突破硅基功率设备在电压、大功率、高温等方面的限制，促进智能能源的发展和变革，提高电力传输效率，减少线路损耗，提高电网的稳定性和可靠性。

10kV的太阳能光伏逆变器和风能发电变流器 SiC MOSFET 由于其高频特性，系统可以选择较小的滤波电感和电容，减小设备体积和重量，提高功率密度，降低系统成本。另外，其高可靠性和宽温范围，使其能在极端的自然环境中稳定运行，提高发电系统的可靠性和使用寿命。

10kV工业电源领域 SiC MOSFET 能满足高电压、大功率的应用需求，提高电源的效率和可靠性。例如，在电机驱动、储能系统、大功率充电桩等领域，可以实现更高的功率转换效率，减少能量损失。

然而，由于材料和工艺的成熟，初期的相关工作大多局限于芯片功能的展示，芯片面积普遍较小，通流能力较差。如何进一步增加芯片面积，保持良好的芯片制造率和可制造性，一直是学术界和工业界面临的巨大挑战。

由浙江大学联合发布的瞻芯电子公司 10kV 级别 SiC MOSFET 以浙江瞻芯片为基础， SiC 第三代晶圆厂平面网工艺平台生产，单芯片尺寸达到 10mm x 单芯片导通电流接近10毫米。击穿场强超过40A 12kV是目前公开发布的最大尺寸。 10kV 级别 SiC MOSFET 芯片。与导通电阻相比，芯片核心性能参数（Ron.sp）低于 120m Ω· cm2 ，接近 SiC 材料的理论极限。就芯片制造而言，芯片采用高能离子注入工艺，配合窄 JFET 区域设计，有效解决高压问题 SiC 装置在击穿场强度和导通电阻之间存在矛盾。在ic设计方面，芯片提高了高压终端结构，大大提高了芯片终端的效率，降低了制造难度。

研究小组表示，通过上述一系列技术和设计创新，这项工作完成了芯片尺寸更大、通流能力更大、良率水平更高的工作。 10kV SiC MOSFET 技术将提高下一代智能能源和高压空间功率转换系统的应用潜力，为高压固体变压器、高压DC断路器等场景的应用创新提供坚实支撑。该技术不仅有望促进相关产业链的升级，而且有助于提高能源利用效率，促进绿色能源的普及和应用，为社会的可持续发展做出贡献。

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