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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

楊茜 ? 來源:jf_33411244 ? 作者:jf_33411244 ? 2025-04-07 10:38 ? 次閱讀

部分國產SiC碳化硅MOSFET廠商避談柵氧可靠性以及TDDB(時間相關介電擊穿)和HTGB(高溫柵偏)報告作假的現象,反映了行業深層次的技術矛盾、市場機制失衡與監管漏洞。以下從根本原因和行業亂象兩方面展開分析:

一、部分國產SiC碳化硅MOSFET廠商避談柵氧可靠性的根本原因

技術矛盾:電性能與可靠性的權衡
碳化硅MOSFET設計中,柵氧可靠性與電性能參數(如導通電阻Rds(on)、開關損耗Qg)存在物理規律上的沖突。例如,減薄柵氧厚度可顯著降低導通電阻,但會導致柵極電場強度超過4 MV/cm的安全閾值,加速TDDB失效。部分廠商為在參數競賽中勝出,通過工藝捷徑犧牲可靠性換取短期市場優勢。

市場需求與客戶認知偏差
下游客戶(如充電樁、光伏逆變器廠商)更關注顯性參數(如成本、效率)而非隱性質量(如長期可靠性),倒逼上游廠商優先優化電性能。例如,車載OBC廠商因價格敏感,可能忽視碳化硅器件MOSFET在長期工作后的柵氧可靠性隱患。

驗證能力與認證漏洞
多數客戶缺乏獨立驗證柵氧可靠性的能力(如HTGB需高溫高壓測試2000小時以上),而車規認證(如AEC-Q101)未強制公開原始數據(如失效時間分布),部分廠商通過“擦邊”測試蒙混過關。

成本競爭與短期利益驅動
部分國產碳化硅MOSFET廠商為搶占市場份額,采用低成本工藝,導致批次間可靠性差異大。例如,部分國產碳化硅MOSFET器件柵氧TDDB壽命僅10?小時(約1.14年)。

二、國產SiC碳化硅MOSFET行業亂象的體現與后果

數據造假與報告不透明

選擇性披露:部分國產SiC碳化硅MOSFET廠商僅宣稱“通過認證”,但回避具體測試條件(如HTGB具體的電壓)和原始數據,掩蓋工藝缺陷。

偽造檢測報告:部分檢測機構配合國產SiC碳化硅MOSFET廠商出具虛假報告,如采樣時設備未滿負荷運行,導致數據失真。這類行為在充電樁和車載OBC領域引發批量故障與召回。

工藝缺陷與質量隱患

柵氧均勻性差:部分國產SiC碳化硅MOSFET廠商因工藝水平不足,導致柵氧缺陷密度高,長期使用易引發閾值電壓漂移或擊穿。

動態工況下的加速失效:充電源電源模塊和車載OBC需承受高頻開關和雪崩能量沖擊,部分國產SiC碳化硅MOSFET器件在柵極動態應力下柵氧壽命遠低于實驗室靜態測試結果。

市場機制失衡與監管缺位

價格倒掛引發惡性競爭:國產SiC MOSFET價格已低于進口硅基IGBT,但低價策略依賴犧牲可靠性,形成“劣幣驅逐良幣”效應。

認證標準執行不嚴:車規認證缺乏對關鍵數據(如TDDB失效分布)的透明化要求,導致早期設計缺陷未被識別。

長期后果與行業信任危機
車載等高可靠領域一旦“爆雷”(如OBC批量故障),將嚴重損害品牌聲譽,甚至導致國產SiC碳化硅MOSFET廠商被剔除供應鏈。充電樁行業已因早期工藝缺陷出現部分國產SiC碳化硅MOSFET批量退貨,車載領域因驗證周期長,國產導入比例較低,問題可能滯后爆發。

三、破局方向與行業建議

技術升級:優化柵氧工藝,平衡性能與可靠性。

數據透明化:強制公開TDDB/HTGB詳細測試數據,堵住認證漏洞。

產業鏈協同:推動襯底、外延到封測的全鏈條工藝優化,提升良率與一致性。

客戶教育:引導下游企業評估“全生命周期成本”,而非僅關注初期采購價。

監管強化:加大對檢測機構SiC碳化硅MOSFET的TDDB和HTGB測試數據造假的處罰力度,完善行業標準。

結論

國產SiC MOSFET廠商避談柵氧可靠性的本質,是技術規律與商業利益的博弈,而TDDB(時間相關介電擊穿)和HTGB(高溫柵偏)報告作假則是短期利益驅動的惡性結果。行業需通過技術深耕、標準升級與生態重構,實現從“低價內卷”到“高可靠賦能”的轉型,避免在新能源,充電樁電源模塊,儲能變流器PCS與車載市場的關鍵窗口期失去競爭根基。

審核編輯 黃宇

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