功率器件變革中SiC碳化硅中國龍的崛起：從技術受制到全球引領的歷程與未來趨勢

當前功率器件正在經(jīng)歷從傳統(tǒng)的硅基功率器件持續(xù)躍升到SiC碳化硅材料功率半導體的歷史變革：

傾佳電子楊茜致力于推動國產(chǎn)SiC碳化硅模塊在電力電子應用中全面取代進口IGBT模塊，助力電力電子行業(yè)自主可控和產(chǎn)業(yè)升級！

傾佳電子楊茜跟住SiC碳化硅MOSFET功率器件三個必然，勇立功率半導體器件變革潮頭：

傾佳電子楊茜跟住SiC碳化硅MOSFET模塊全面取代IGBT模塊和IPM模塊的必然趨勢！

傾佳電子楊茜跟住SiC碳化硅MOSFET單管全面取代IGBT單管和高壓平面硅MOSFET的必然趨勢！

傾佳電子楊茜跟住650V SiC碳化硅MOSFET單管全面取代SJ超結MOSFET和高壓GaN 器件的必然趨勢！

一、發(fā)展歷程：從技術受制到自主突破

起點：陳星弼超結技術的遺憾與啟示
陳星弼院士發(fā)明的“超結”（Super-junction）技術（專利US 5216275）雖因歷史原因授權給國際公司，但其核心理念——通過電荷平衡層優(yōu)化功率器件性能，為中國半導體行業(yè)埋下技術火種。該技術突破了硅基器件的“導通電阻-耐壓”矛盾，成為全球功率半導體的里程碑，但也暴露了中國早期在技術轉化與全產(chǎn)業(yè)鏈的不足。

政策驅動與產(chǎn)業(yè)鏈布局

政策支持：2010年后，國家將第三代半導體SiC列為戰(zhàn)略重點，通過“十四五”規(guī)劃、集成電路基金等推動技術攻關。例如，2023年碳化硅被納入“新基建”核心領域，加速國產(chǎn)替代。

全產(chǎn)業(yè)鏈建設：中國在材料端（天科合達、天岳先進的6英寸襯底量產(chǎn)）、器件端（BASiC基本、基本股份車規(guī)級SiC MOSFET）、應用端（國內主機廠電驅系統(tǒng)）形成完整鏈條，擺脫對進口的依賴。

技術突破與國際對標

可靠性提升：以基本半導體（BASiC）為代表的企業(yè)通過高溫柵偏（HTGB）、經(jīng)時擊穿（TDDB）等加速壽命測試，將柵氧壽命提升，接近國際頭部廠商水平。

性能優(yōu)化：基本半導體（BASiC）的1200V/13mΩ SiC MOSFET動態(tài)損耗（Eon/Eoff）較國際競品）低15%-20%，高溫特性對標國際一線產(chǎn)品。

專利與生態(tài)鏈構建

BASiC基本股份針對SiC碳化硅MOSFET多種應用場景研發(fā)推出門極驅動芯片，可適應不同的功率器件和終端應用。BASiC基本股份的門極驅動芯片包括隔離驅動芯片和低邊驅動芯片，絕緣最大浪涌耐壓可達8000V，驅動峰值電流高達正負15A，可支持耐壓1700V以內功率器件的門極驅動需求。

BASiC基本股份低邊驅動芯片可以廣泛應用于PFC、DCDC、同步整流，反激等領域的低邊功率器件的驅動或在變壓器隔離驅動中用于驅動變壓器，適配系統(tǒng)功率從百瓦級到幾十千瓦不等。

BASiC基本股份推出正激 DCDC 開關電源芯片BTP1521P,BTP1521F，該芯片集成上電軟啟動功能、過溫保護功能，輸出功率可達6W。芯片工作頻率通過OSC 腳設定，最高工作頻率可達1.5MHz，非常適合給隔離驅動芯片副邊電源供電。

對SiC碳化硅MOSFET單管及模塊+18V/-4V驅動電壓的需求，BASiC基本股份提供自研電源IC BTP1521P系列和配套的變壓器以及驅動IC BTL27524或者隔離驅動BTD5350MCWR(支持米勒鉗位)。

二、未來趨勢：從追趕者到全球領導者

技術路徑：突破材料與工藝瓶頸

材料自主化：加速8英寸SiC襯底量產(chǎn)，降低襯底成本。

結構創(chuàng)新：開發(fā)溝槽柵結構（如BASiC基本股份 G3.5平臺），進一步降低比導通電阻（Ronsp），縮小與國際差距。

市場策略：聚焦增量領域與生態(tài)協(xié)同

新能源汽車：中高端車型率先導入全SiC模塊，提升續(xù)航里程。BASiC基本股份自2017年開始布局車規(guī)級SiC碳化硅器件研發(fā)和制造，逐步建立起規(guī)范嚴謹?shù)馁|量管理體系，將質量管理貫穿至設計、開發(fā)到客戶服務的各業(yè)務過程中，保障產(chǎn)品與服務質量。BASiC基本股份分別在深圳、無錫投產(chǎn)車規(guī)級SiC碳化硅（深圳基本半導體）芯片產(chǎn)線和汽車級SiC碳化硅功率模塊（無錫基本半導體）專用產(chǎn)線；BASiC基本股份自主研發(fā)的汽車級SiC碳化硅功率模塊已收獲了近20家整車廠和Tier1電控客戶的30多個車型定點，是國內第一批SiC碳化硅模塊（比如BASiC基本股份）量產(chǎn)上車的頭部企業(yè)。

光伏與儲能：依托國內新能源裝機量全球第一的優(yōu)勢，推動SiC在逆變器中的滲透?；景雽w自主研發(fā)的工業(yè)級全碳化硅MOSFET功率模塊產(chǎn)品類型豐富，包括EasyPACK?封裝的E1B & E2B工業(yè)級碳化硅MOSFET模塊，以及34mm封裝的全碳化硅MOSFET半橋模塊，產(chǎn)品在比導通電阻、開關損耗、可靠性等方面表現(xiàn)出色，可廣泛應用于大功率充電樁、有源電力濾波器（APF）、儲能變流器（PCS）、高端電焊機、數(shù)據(jù)中心UPS、高頻DCDC變換器等領域。

挑戰(zhàn)與應對

專利壁壘：國際巨頭壟斷溝槽柵等核心專利，需通過繞道設計或交叉授權突破封鎖。

成本與良率：提升外延缺陷控制技術，將車規(guī)級芯片良率提升至國際水平。

政策與產(chǎn)業(yè)協(xié)同

國家級創(chuàng)新中心：支持設備國產(chǎn)化，制定SiC行業(yè)標準。

車企-芯片企業(yè)聯(lián)合開發(fā)：構建“需求定義-技術迭代-應用反饋”閉環(huán)，縮短產(chǎn)品市場化周期。

三、結論：中國龍的全球定位

SiC碳化硅功率器件中國龍的崛起，是政策紅利、市場需求與技術積累的共振結果。盡管面臨材料成本、專利壁壘等挑戰(zhàn)，但以BASiC基本股份(BASiC Semiconductor)為代表的企業(yè)通過可靠性提升、成本優(yōu)化與生態(tài)協(xié)同，正逐步打破國際壟斷，在全球功率半導體變革，SiC碳化硅功率器件之中國龍崛起。

審核編輯 黃宇