超净厂房里，科研人员坐在电脑前操控，一台台精密仪器自动化运行；生产车间里，比绣花针还细的测试探针在芯片间高速移动，这是自动测试台在对一片已完工的6英寸碳化硅晶圆进行测试……走进国基南方、55所碳化硅产线，高科技含量十足的场景随处可见。
“随着新能源汽车供需量的增加，我们也正在加快推进大电流碳化硅MOSFET关键核心技术攻关和批产。”春节期间，团队提早启动，坚守岗位，聚焦新能源汽车、光伏、高压输变电、智能电网等重点领域需求，在火热的生产中迎来春天。
碳化硅MOSFET能让新能源汽车充电速度提高5-10倍，续航里程提高8%以上，能耗降低50%，优异的性能让其成为新能源汽车所需的关键元器件。截至目前，团队研制的新能源汽车用650V-1200V碳化硅MOSFET出货量突破1500万只，累计上车超200万辆，一颗颗奔腾的“中国芯”，正随车畅行在祖国大江南北。
小心翼翼用真空吸笔拾取起长宽仅有2毫米的“小物件儿”，技术人员笑着说：“别看这个碳化硅MOSFET个头小，它可是新能源汽车车载充电机的‘心脏’，电能的处理和控制，靠的就是这个。”技术专家解释，近年来，碳化硅材料凭借着耐高压、耐高温、低损耗等优越性能，用其研制的功率产品，快速走向应用舞台“C位”。“相同规格下碳化硅MOSFET的尺寸只有硅基产品的1/10，但导通电阻是后者的百分之一，总能量损耗可以降低70%。”
持续推进碳化硅MOSFET关键核心技术攻关和产业化应用，国基南方、55所碳化硅团队贯通碳化硅衬底、外延、芯片等全产业链量产平台，陆续攻破高温高能离子注入、高迁移率栅氧化等关键工艺。经过集智攻坚，团队建立国内第一条6英寸碳化硅功率产品生产线，在国内率先突破6英寸碳化硅MOSFET批产技术，形成了成套具有自主知识产权的碳化硅功率产品技术体系。
“大幅提升典型产品良率，我们将研制的碳化硅产品从实验室样品变为批量化商用产品，有力化解车企用户的缺‘芯’危机。”中国电科专家表示，最初碳化硅产品只是应用在电源等工业领域，直到这两年才逐步应用到新能源汽车等领域。“要实现快速批产应用，面临很大挑战。”为满足用户需求，团队马不停蹄与新能源汽车企业对接应用需求，快速完成产品开发和验证，迅速开发了性能更优异的碳化硅MOSFET产品。
“芯片面积减少30%，导通损耗降低15%，新一代碳化硅MOSFET产品电能转换效率显著提升，已进入新能源汽车龙头企业规模化应用。”专家表示，自产品通过用户车载项目验证以来，碳化硅MOSFET每月稳定批量交付，荣获“最具影响力汽车芯片奖”。
依托多年来积淀形成的技术优势，国基南方、55所持续加大关键核心技术攻关力度，取得了一批突破性技术成果，建立完善了具有自主知识产权的碳化硅JBS、JFET、MOS等芯片工艺，形成了650V—6500V系列产品，推动碳化硅功率产品率先在新能源汽车充电桩、高压电源、车载充电器、雷达电源等领域实现工程应用。
“目前，我们研发的首款750V碳化硅功率芯片完成样品流片，首款全国产1200V塑封2in1碳化硅功率产品完成A样件试制，将为碳化硅功率半导体设计与生产全自主化、全国产化打下坚实基础。”持续完善产品谱系、拓展产品类型，新的一年，团队成员将全力提升碳化硅芯片线产能，进一步推进新能源汽车用碳化硅MOSFET芯片关键核心技术攻关及产业化，推动碳化硅系列产品进入风光发电、储能、电网等领域规模化应用。
原标题：《国基南方、55所：加速碳化硅MOSFET技术攻关，打造汽车电子中国“芯” | 矢志创新谋发展》
来源：中国电科
