9月7日，全球首款碳化硅超級結MOSFET產品在上海發佈。這項技術由瑤芯微電子、中國科學院院士郝躍團隊與晶圓代工廠芯聯集成歷時五年聯合攻關而成，率先從實驗室走向量產。

通俗來説，傳統碳化硅功率器件像“蹺蹺板”——耐壓高了，電阻就大，發熱和損耗隨之增加;而超級結技術打破了這種制約，讓器件在承受高電壓的同時，電阻大幅降低，好比給電流修了條“高速路”。這意味着新能源汽車、光伏儲能等設備能更省電、更小巧、散熱更簡單。中國團隊此次從器件設計到工藝製造全部自主完成，標誌着碳化硅核心器件領域，中國正從“追趕者”向“定義者”轉變。

碳化硅前沿技術分享暨碳化硅超級結MOSFET成果發佈會現場

百億美金賽道上的“硬骨頭”

碳化硅功率器件是新能源汽車、數據中心供電、光伏儲能等戰略產業的關鍵核心器件。據Yole數據，2025年全球碳化硅功率器件市場規模約37億美元，預計2030年突破100億美元。但目前該市場約80%份額由海外公司佔據。

當前碳化硅功率器件主要有平面型和溝槽型兩類。為進一步提升功率密度，超級結MOSFET被業界公認為下一代突破方向——它有望大幅提升器件性能，但電荷平衡控制極難、工藝精度要求極高，長期停留在實驗室階段。這塊“硬骨頭”，全球尚無產業化先例。

五年攻關：從“算不準”到“做得準”

瑤芯微電子創始人郭亮良博士師從郝躍院士，創業過程中一直與母校團隊保持緊密合作。2021年起，雙方正式聯合攻關碳化硅超級結技術，並協同晶圓代工廠芯聯集成進行工藝開發。

碳化硅超級結MOSFET產品

郝躍團隊碳化硅項目帶頭人賈仁需教授指出，研發面臨三大難題：理論模型與實際工藝“算不準”，複雜結構下電場分佈“找不到”協同方案，工藝波動導致結構設計“做不出”。三方團隊從理論模型、器件設計到工藝調試全鏈條協作，逐項突破瓶頸，最終完成從實驗室概念到工程化產品的跨越。

瑤芯微電子CTO陳開宇用“微米世界裏蓋高樓”形容製造難度：超級結結構需多層外延生長，每層厚度和摻雜必須精準，底層偏差會逐層放大。碳化硅材料硬度極高，團隊採用兆電子伏特級高能鋁離子注入，將離子加速後精準打入材料內部。更關鍵的是電荷平衡——P型柱與N型柱兩側電荷必須精確匹配，“像一架精密天平，極小偏差就會影響耐壓”。

逼近物理極限的硬數據

五年攻關交出的答卷：器件實現1635V超高耐壓，室温比導通電阻低至1.27毫歐·平方厘米，高温175°C下為1.5毫歐·平方厘米——電流密度較國際頂級商業化產品分別提升50%和166%。25°C到125°C導通電阻實現零温漂，175°C温度係數小於1.2倍，而傳統平面或溝槽技術通常為1.8至2.2倍。器件BFOM高達2.1GW/cm2，功率密度提升81%，逼近碳化硅材料一維物理極限。

這標誌着1200V碳化硅功率器件的綜合性能被推至新高度，也是全球範圍內率先完成產品化驗證的碳化硅超級結器件。

瑤芯微電子工程師在實驗室裏監測數據

從國產替代到定義下一代技術路線

此次突破的深層意義在於發展方式的轉變。過去碳化硅功率器件的技術路線由海外企業主導，國內多圍繞成熟結構做國產替代。如今中國企業將原理性突破轉化為工程化產品，意味着已具備參與下一代技術路線定義的能力。

應用層面，碳化硅超級結將帶來系統級變革：提升高温功率密度，助力新能源汽車主驅和AI服務器電源;突破3300V以上高壓瓶頸，拓展至電網裝備;芯片面積縮小疊加8英寸晶圓製造，可顯著降低單芯片成本。首批客户將面向對功率密度要求嚴苛的數據中心高壓直流供電系統和AI服務器電源。

目前，瑤芯微電子已在國內率先實現8英寸碳化硅MOSFET量產，產品進入多家全球領先汽車電子及AI數據中心客户。海外頭部企業均將碳化硅超級結定位為2027至2031年的下一代主力技術路線。此次國產碳化硅超級結MOSFET率先產品化落地，意味着在下一代技術起跑線上，中國廠商已佔得先機。