國產(chǎn)SiC MOSFET器件發(fā)展歷程分析

1. 技術(shù)開發(fā)與早期階段（2000年之前）

• 碳化硅材料的基礎(chǔ)研究始于20世紀(jì)末，國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)開始關(guān)注其高壓、高溫特性，但受限于工藝水平和產(chǎn)業(yè)化能力，主要停留在實(shí)驗(yàn)室階段。

2. 商用起步階段（2000-2010年）

• 國際廠商如英飛凌、羅姆等率先推出商用SiC MOSFET器件，國內(nèi)企業(yè)開始嘗試技術(shù)引進(jìn)和初步研發(fā)。此階段產(chǎn)品以低電壓（650V以下）為主，應(yīng)用集中在工業(yè)電源等小眾領(lǐng)域。

3. 產(chǎn)業(yè)化加速階段（2011年至今）

• 2018年：比亞迪成為國內(nèi)首家研發(fā)出車規(guī)級(jí)SiC MOSFET的企業(yè)，開啟國產(chǎn)替代進(jìn)程。

• 2020年后：新能源汽車市場(chǎng)爆發(fā)驅(qū)動(dòng)行業(yè)快速發(fā)展，國內(nèi)廠商如基本半導(dǎo)體、瀾芯半導(dǎo)體等推出第三代工藝平臺(tái)，性能接近國際水平。例如，瀾芯第三代1200V/40mΩ芯片導(dǎo)通損耗降低50%，裸片利用率提升50%。

核心應(yīng)用市場(chǎng)分析

1. 新能源汽車

• 主驅(qū)逆變器：采用1200V SiC MOSFET可提升系統(tǒng)效率3%-5%，支持800V高壓平臺(tái)（如比亞迪超級(jí)e平臺(tái)），降低電池能耗。

• 車載充電器（OBC）：國產(chǎn)器件成本較進(jìn)口低20%-30%，推動(dòng)快充功率從150kW向350kW躍升。

2. 光伏與儲(chǔ)能

• 光伏逆變器：適配1500V高壓系統(tǒng)，SiC MOSFET效率提升0.5%-1%，系統(tǒng)壽命延長至25年（對(duì)比GaN方案僅15年）。

• 儲(chǔ)能系統(tǒng)：高溫穩(wěn)定性（175℃下導(dǎo)通電阻僅增24mΩ）支持高密度儲(chǔ)能場(chǎng)景，降低散熱需求。

3. 工業(yè)電源與電網(wǎng)

• 焊機(jī)與變頻器：逐步替代硅基IGBT，高頻特性減少體積30%，但部分國產(chǎn)器件因柵氧可靠性問題引發(fā)質(zhì)量糾紛。

• 超高壓電網(wǎng)：研發(fā)方向轉(zhuǎn)向10kV以上器件，如基本半導(dǎo)體布局超高壓工藝，實(shí)現(xiàn)差異化競(jìng)爭(zhēng)。

技術(shù)突破與競(jìng)爭(zhēng)格局

1. 關(guān)鍵技術(shù)突破

• 柵氧優(yōu)化：基本半導(dǎo)體通過電場(chǎng)優(yōu)化工藝解決柵氧擊穿問題，HTGB測(cè)試壽命達(dá)3000小時(shí)以上。

• 封裝工藝：銀燒結(jié)技術(shù)降低接觸電阻，TO-247-4封裝熱阻僅0.20K/W，提升高溫穩(wěn)定性。

2. 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)

• 國際廠商主導(dǎo)：2022年意法半導(dǎo)體、英飛凌等占據(jù)全球80%以上份額，但國產(chǎn)份額從5%升至12%（2023年）。

• 本土企業(yè)崛起：比亞迪、基本半導(dǎo)體等通過IDM模式（設(shè)計(jì)-制造-封測(cè)一體化）建立車規(guī)級(jí)供應(yīng)鏈，獲近20家車企定點(diǎn)。

挑戰(zhàn)與發(fā)展建議

1. 現(xiàn)存問題

• 可靠性短板：部分廠商減薄柵氧（如從50nm至30nm），導(dǎo)致HTGB測(cè)試壽命不足1000小時(shí)，引發(fā)閾值漂移事故。

• 配套不足：驅(qū)動(dòng)芯片、仿真模型等依賴進(jìn)口，客戶導(dǎo)入門檻高。

2. 破局路徑

• 強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)：參考JEDEC JEP184制定測(cè)試規(guī)范，強(qiáng)制披露TDDB等關(guān)鍵指標(biāo)。

• 生態(tài)協(xié)同：聯(lián)合驅(qū)動(dòng)IC、封裝企業(yè)形成全產(chǎn)業(yè)鏈，如基本半導(dǎo)體自研門極驅(qū)動(dòng)芯片適配不同應(yīng)用場(chǎng)景。

結(jié)論

國產(chǎn)SiC MOSFET已從跟跑轉(zhuǎn)向并跑階段，新能源汽車和光伏領(lǐng)域是核心增長點(diǎn)。未來需在可靠性驗(yàn)證、供應(yīng)鏈協(xié)同和政策引導(dǎo)下構(gòu)建質(zhì)量優(yōu)先的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，支撐全球競(jìng)爭(zhēng)力。

國產(chǎn)SiC MOSFET器件芯片清洗劑選擇：

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對(duì)清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會(huì)作為一個(gè)長期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等，這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效，因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

合明科技運(yùn)用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù)，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求，打破國外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國產(chǎn)自主提供強(qiáng)有力的支持。

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