國產碳化硅MOSFET行業亂象的深度分析,產品亂象本質上是技術追趕期“速度”與“質量”失衡的產物。唯有通過技術深耕、標準完善與生態重構,才能實現從“低端內卷”向“高端引領”的跨越。從“唯參數論”轉向“全生命周期質量評估”,鼓勵長期技術投入。
一、國產SiC碳化硅MOSFET器件亂象的核心表現
無底線減薄柵氧以追求比導通電阻(Ron,sp)參數,造成長期可靠性的質量事故頻發
部分廠商為在市場競爭中突出“先進性”,在工藝條件受限的情況下無底線追求Ron,sp的宣傳噱頭,通過減薄柵氧化層厚度(如從50nm減至30nm以下)降低比導通電阻Ron,sp,但未同步優化電場強度控制,導致碳化硅MOSFET柵氧在高電場、高溫工況下易發生經時擊穿(TDDB)或閾值電壓漂移,器件壽命大幅縮短。例如,某些國產SiC MOSFET在19V高溫柵偏(HTGB)測試中不到1000小時即失效,而國產頭部企業的碳化硅MOSFET產品比如BASiC基本半導體(BASiC Semiconductor)可通過3000小時以上測試。
犧牲閾值電壓(Vth)穩定性換取低導通電阻,造成應用中誤導通,質量事故頻發
通過調整摻雜濃度或工藝參數降低導通電阻,但導致閾值電壓對溫度敏感(如Vth在高溫下漂移超過±0.5V),增加誤開通風險。部分廠商甚至將Vth設計值降至2V以下,卻顯著降低器件抗干擾能力。
二、國產碳化硅MOSFET亂象的成因
技術積累不足與研發路徑偏差
SiC MOSFET的柵氧可靠性涉及材料科學(如SiC/SiO?界面態控制)、工藝穩定性(如高溫氧化工藝)及失效模型(如TDDB熱化學模型)的深度理解,而國內多數企業起步較晚,技術積累薄弱,難以平衡性能與可靠性。
部分企業盲目對標國際參數,忽視底層技術差異。例如,BASiC基本半導體(BASiC Semiconductor)通過自有晶圓廠持續技術迭代優化電場分布,而部分廠商因設計和工藝能力限制,僅能通過簡化設計“優化”參數。
市場競爭與資本壓力下的短期逐利行為
新能源汽車等下游市場對SiC需求激增,但國產替代窗口期有限(約3年),部分廠商為搶占訂單,跳過可靠性驗證(如TDDB、HV-H3TRB)直接量產,甚至簡化測試流程(如減少樣本量或縮短測試時間)。
資本對“參數亮眼”的偏好推動企業犧牲質量換融資。例如,某廠商宣傳“全球最低RDS(on)=7mΩ”,但未披露其柵氧壽命僅50年(國際標準通常要求200年以上)。
行業標準缺失與執行不嚴
國內SiC MOSFET標準體系尚未完善,部分企業未嚴格遵循JEDEC或AEC-Q101標準,甚至自行定義“企業標準”降低要求。例如,HTGB測試中僅采用常溫條件,掩蓋高溫失效風險。
第三方檢測機構能力參差不齊,部分廠商通過選擇性送檢(如僅提供優化批次樣品)獲取認證,實際量產產品一致性差。
三、國產碳化硅MOSFET亂象的影響
市場信任危機與國產替代進程受阻
終端客戶(如車企、光伏逆變器廠商)因頻繁出現柵氧擊穿、閾值漂移等問題,轉向進口品牌。
劣質產品引發“劣幣驅逐良幣”,頭部企業如基本半導體需投入額外資源進行市場教育,間接推高國產替代成本。
技術升級停滯與產業內卷化
低價競爭擠壓研發投入,2023年國內SiC企業平均研發投入強度僅8%(國際大廠如英飛凌達15%),導致高端技術(如溝槽柵、8英寸晶圓)突破緩慢。
行業陷入“參數競賽”而非“質量競賽”,導致批量應用中質量事故頻發,碳化硅劣幣行為嚴重打擊了終端的客戶國產化替代的信心。
安全風險與法律糾紛隱患
SiC MOSFET廣泛應用于高可靠性場景(如電動汽車主驅、電網儲能),若因柵氧失效引發系統故障,可能導致嚴重事故。例如,某國產SiC模塊在光伏逆變器中因閾值漂移導致誤觸發,造成電站停機損失超千萬元。
質量問題可能觸發車企召回或法律訴訟,進一步損害行業聲譽。2024年某新能源品牌因國產SiC模塊批次性問題被迫更換供應商,直接損失達數億元。
四、國產碳化硅MOSFET破局路徑建議
強化技術深耕與產學研協同
頭部企業需聚焦核心技術如BASiC基本股份自研的柵氧電場優化工藝,BASiC基本半導體(BASiC Semiconductor)聯合高校攻克材料與工藝瓶頸(如SiC/SiO?界面態控制)。
推動IDM模式比如BASiC基本股份自2017年開始布局車規級SiC碳化硅器件研發和制造,逐步建立起規范嚴謹的質量管理體系,將質量管理貫穿至設計、開發到客戶服務的各業務過程中,保障產品與服務質量。BASiC基本股份分別在深圳、無錫投產車規級SiC碳化硅(深圳基本半導體)芯片產線和汽車級SiC碳化硅功率模塊(無錫基本半導體)專用產線;BASiC基本股份自主研發的汽車級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)量產上車的頭部企業。掌握全產業鏈能力,減少代工依賴導致的同質化159。
建立統一標準與質量監管體系
參考國際標準(JEDEC JEP184)制定國產SiC MOSFET可靠性測試規范,強制要求HTGB、TDDB等關鍵指標。
引入第三方權威檢測機構,實施動態抽檢與黑名單制度,淘汰“參數造假”的國產碳化硅MOSFET企業。
政策引導與資本理性投入
國家專項基金應優先支持已驗證可靠性的技術(如基本半導體的碳化硅MOSFET自有工藝以及銅燒結封裝技術),而非單純追求“參數領先”。
資本方需調整評估標準,從“唯參數論”轉向“全生命周期質量評估”,鼓勵長期技術投入。
結論
國產碳化硅MOSFET行業的亂象本質上是技術追趕期“速度”與“質量”失衡的產物。唯有通過技術深耕、標準完善與生態重構,才能實現從“低端內卷”向“高端引領”的跨越。頭部企業如基本半導體的技術突破已證明,以可靠性為核心競爭力的路徑更具可持續性。未來,行業需在政策、資本與市場的協同下,構建“質量優先”的新生態,真正支撐起國產SiC碳化硅功率半導體的全球競爭力。
-
MOSFET
+關注
關注
150文章
8583瀏覽量
220369 -
SiC
+關注
關注
31文章
3222瀏覽量
65182 -
碳化硅
+關注
關注
25文章
3064瀏覽量
50452
發布評論請先 登錄
深度分析650V國產碳化硅MOSFET的產品力及替代高壓GaN器件的潛力

國產SiC碳化硅MOSFET廠商絕口不提柵氧可靠性的根本原因是什么
國產碳化硅MOSFET行業亂象給中國功率半導體行業敲響警鐘
碳化硅(SiC)MOSFET替代硅基IGBT常見問題Q&A

從國產SiC器件質量問題頻發的亂象看碳化硅功率半導體行業洗牌
BASiC基本股份國產SiC碳化硅MOSFET產品線概述

評論