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发布时间:1970-01-01 编辑作者:8868体育app首页 浏览次数:1 文章来源:常见问题
日前,合肥安海半导体股份有限公司(以下简称“安海半导体”)碳化硅场效应晶体管(MOSFET)晶圆产品获中国科学院电工研究所高频场控功率器件及装置产品质量检验中心现场见证测试通过,两款超高压碳化硅芯片实现规模化量产,且良率均突破80%。业内有经验的人指出,安海半导体此次高良率量产,成功打破国际企业垄断格局,为全球能源转型与高端装备升级提供了可靠的“中国芯”解决方案。
超高压碳化硅芯片被业界喻为半导体领域的“珠穆朗玛峰”,技术门槛与制造难度极高。长期以来,6.5kV及以上超高压碳化硅器件核心技术被少数国际巨头垄断。此次安海半导体研发的6.5kV/40mΩ与10kV/130mΩ系列碳化硅(SiC)MOSFET芯片实现量产,而且两款产品良率均突破80%大关,标志着中国企业在超高压碳化硅领域达到世界领先水平。
业内人士透露,6.5kV及以上超高压碳化硅器件制造,面临材料缺陷控制、工艺精度把控等一系列世界级难题,技术突破既需深厚理论积累,更需强大工程化能力和产业链协同。
“此次超高压碳化硅芯片量产,不仅打破了国际巨头在超高压领域的技术垄断,更实现了从‘跟跑’到‘领跑’的跨越。”安海半导体负责人黄昕表示。
作为专注于高性能碳化硅功率半导体的高科技企业,安海半导体自成立以来就将超高压领域作为核心攻关方向,组建一流技术团队、投入大量研发资源,逐步构建起从芯片设计到封装测试的完整技术体系。
此次量产的两款芯片堪称“性能标杆”,核心参数达世界领先水平。黄昕介绍:“6.5kV芯片击穿电压超7.5kV,晶圆级测试额定阻断电压下漏电流小于100nA,导通电阻低至40mΩ;10kV芯片击穿电压超12kV,晶圆级测试额定阻断电压下漏电流同样小于100nA,导通电阻低至130mΩ,两款产品均具有超高耐压与低导通损耗的双重优势。”
他进一步解释,损耗降低意味着设备能耗一下子就下降,相较于传统硅基器件,碳化硅器件能够给大家提供更高的开关频率,能耗可降低30%以上,在高压应用场景中优势更为突出,是高压直挂应用的理想选择。
更为关键的是,两款芯片量产良率突破80%,这成为打破国际垄断的“关键一跃”。据业内人士介绍,高良率直接意味着生产所带来的成本下降与供应链稳定性提升,为芯片的大规模普及铺平了道路。安海半导体也由此成为全世界率先实现这两款超高压碳化硅芯片高良率量产的厂商之一,进一步奠定了我国在该领域的世界领先地位。
超高压碳化硅芯片的成功量产,将深刻改变多个高的附加价值行业的电气架构。业内专家觉得,作为电力电子系统的“动力心脏”,该芯片的广泛应用将推动相关行业实现效率提升、能耗下降,进而重构产业高质量发展格局。
在绿色船舶与高铁交通领域,变革已悄然开启。黄昕介绍,其量产的超高压碳化硅芯片可明显降低牵引系统损耗,减小设备体积和重量,提升船舶续航与高铁运载效率,将推动我们国家交通运输领域的绿色变革,助力“双碳”目标实现。
当前我国正加快智能电网建设,高压直挂固态变压器(SST)是关键装备,这类装备可直接接入中高压配电网,替代笨重的低频变压器,是实现分布式能源灵活消纳、交直流混合配电网的关键,而超高压碳化硅芯片是高压直挂固态变压器的核心元件,该芯片实现量产将为智能电网建设提供强有力的支撑。
随着人工智能技术与产业的发展,算力需求激增,新型算力中心建设加快,而高压直流(HVDC)供电系统是其“能源命脉”。黄昕介绍,6.5kV和10kV碳化硅器件可大幅简化高压直流供电系统架构,直接高效处理10-35kV中压交直流电,稳定输出800V直流电,助力打造绿色、高效的算力基础设施。
在高压柔性直流输电领域,量产超高压碳化硅芯片将为我国电力装备产业“换道超车”提供机遇。业内人士介绍,长期以来,我国换流阀、直流断路器等核心装备依赖6.5kV及以下电压等级的进口IGBT器件,为承受更高电压等级,需数十上百颗串联使用,存在体积大、控制难、可靠性差等问题。未来10kV及以上碳化硅器件应用,可将串联器件数量减少60%以上,简化系统结构与控制难度,提升电网装备可靠性与功率密度,让我国相关产业摆脱对进口器件的依赖。
当前,世界科学技术竞争日趋激烈,实现科技自立自强,迫切地需要构建“产学研用”一体化创新体系,推动科研成果从实验室真正走向市场、赋能产业。
安海半导体在超高压碳化硅芯片领域的突破,是我国产学研用深层次地融合的生动典范。下一步,安海将积极与高校、研究机构在超高压封装、驱动和应用领域展开合作,以极低的优惠价格提供芯片,以此降低学术及科研机构的研发门槛,加速超高压SiC技术的生态成熟。
黄昕表示,随着首批10kV碳化硅产品的出货,安海半导体正携手下游头部客户,加速在器件封装、驱动等方向的进展,并推动其在船舶、高铁、算力中心及智能电网等领域的应用落地。“未来我们将继续依托‘产学研用’模式,不断拓展高压碳化硅的应用边界,为全球客户提供更高性能、更高可靠性的功率半导体解决方案。”
业内专家这样认为,安海半导体实现超高压碳化硅芯片量产,是我国半导体产业自主创新的重要里程碑,将开启超高压功率半导体应用的全新篇章。安海半导体打造的产业链协同创新模式,有效提升了整个产业的创新能力与核心竞争力,为我国半导体产业的可持续发展奠定了坚实基础。
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