据南京发布近日消息，国家第三代半导体技术创新中心（南京）历时4年自主研发，成功攻关沟槽型碳化硅MOSFET芯片制造关键技术，打破平面型碳化硅MOSFET芯片性能“天花板”。据悉这是我国在这一领域的首次突破。
碳化硅作为第三代半导体材料的代表性成员，以其宽禁带、高临界击穿电场、高电子饱和迁移速率和高导热率等优良特性，在电力电子、光电子、射频电子等领域展现出巨大的应用潜力。然而，长期以来，业内主要应用的平面型碳化硅MOSFET芯片在性能上已逐渐接近其极限，难以满足日益增长的高性能需求。在此背景下，沟槽型碳化硅MOSFET芯片因其更低的导通损耗、更好的开关性能以及更高的晶圆密度，成为行业关注的焦点。然而，其复杂的制造工艺一直是制约其商业化应用的瓶颈。
南京中心深知这一挑战的重要性与紧迫性，自项目启动以来，便组织了一支由核心研发团队和全线配合团队组成的精英队伍，历时四年不断尝试新工艺，最终在沟槽型碳化硅MOSFET芯片制造领域取得了重大突破。他们成功建立了全新的工艺流程，克服了碳化硅材料硬度高、刻蚀难度大等诸多技术难题，实现了沟槽结构的精准制备。这一成果不仅提升了芯片的导通性能约30%，还大大降低了芯片的使用成本，为沟槽型碳化硅MOSFET芯片的商业化应用奠定了坚实基础。
据南京中心技术总监黄润华介绍，沟槽型碳化硅MOSFET芯片的成功研发，将极大推动新能源汽车电驱动、智能电网、光伏储能等领域的技术进步与产业升级。以新能源汽车为例，碳化硅功率器件相比传统硅器件具有显著的省电优势，可提升续航能力约5%。而应用沟槽结构后，更是可以实现更低电阻的设计，从而在保持导通性能指标不变的情况下，实现更高密度的芯片布局，进一步降低芯片使用成本。
市场调研机构Yole对碳化硅功率器件市场持长期看好态度，预计到2029年，该市场规模将达到100亿美元，2023年至2029年的年复合增长率将达到25%。南京中心的这一突破，无疑将加速这一市场的扩张，为我国半导体产业的高质量发展贡献力量。
