記者日前從國(guó)家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心（南京）獲悉，中心歷時(shí)4年自主研發(fā)，成功攻關(guān)溝槽型碳化硅MOSFET芯片制造關(guān)鍵技術(shù)，打破平面型碳化硅MOSFET芯片性能“天花板”。這是我國(guó)在這一領(lǐng)域的首次突破。

碳化硅是第三代半導(dǎo)體材料的代表性材料，具有寬禁帶、高臨界擊穿電場(chǎng)、高電子飽和遷移速率和高導(dǎo)熱率等優(yōu)良特性。目前業(yè)內(nèi)應(yīng)用主要以平面型碳化硅MOSFET芯片為主。而溝槽柵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)比平面柵結(jié)構(gòu)具有明顯性能優(yōu)勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)更低的導(dǎo)通損耗、更好的開(kāi)關(guān)性能、更高的晶圓密度，從而大大降低芯片使用成本，卻一直以來(lái)受限于制造工藝，溝槽型碳化硅MOSFET芯片產(chǎn)品遲遲未能問(wèn)世、應(yīng)用。

“關(guān)鍵就在工藝上?！眹?guó)家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心（南京）技術(shù)總監(jiān)黃潤(rùn)華介紹，碳化硅材料硬度非常高，改平面為溝槽，就意味著要在材料上“挖坑”，且不能“挖”得“坑坑洼洼”的。在制備過(guò)程中，刻蝕工藝的刻蝕精度、刻蝕損傷以及刻蝕表面殘留物均對(duì)碳化硅器件的研制和性能有致命影響。

對(duì)此，國(guó)家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心（南京）組織核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)和全線配合團(tuán)隊(duì)，歷時(shí)4年，不斷嘗試新工藝，最終建立全新工藝流程，突破“挖坑”難、穩(wěn)、準(zhǔn)等難點(diǎn)，成功制造出溝槽型碳化硅MOSFET芯片，較平面型提升導(dǎo)通性能30%左右，目前中心正在進(jìn)行溝槽型碳化硅MOSFET芯片產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，推出溝槽型的碳化硅功率器件，預(yù)計(jì)一年內(nèi)可在新能源汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)、智能電網(wǎng)、光伏儲(chǔ)能等領(lǐng)域投入應(yīng)用。

對(duì)老百姓生活有何影響？黃潤(rùn)華以新能源汽車(chē)舉例介紹，碳化硅功率器件本身相比硅器件具備省電優(yōu)勢(shì)，可提升續(xù)航能力約5%；應(yīng)用溝槽結(jié)構(gòu)后，可實(shí)現(xiàn)更低電阻的設(shè)計(jì)。在導(dǎo)通性能指標(biāo)不變的情況下，則可實(shí)現(xiàn)更高密度的芯片布局，從而降低芯片使用成本。

據(jù)悉，市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole保持對(duì)碳化硅功率器件市場(chǎng)的長(zhǎng)期看好，該公司預(yù)計(jì)到2029年，碳化硅功率器件市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到100億美元，2023年至2029年年復(fù)合增長(zhǎng)率為25%。

生產(chǎn)一代、研發(fā)一代、預(yù)研一代。記者還了解到，目前國(guó)家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心（南京）已啟動(dòng)碳化硅超級(jí)結(jié)器件研究，“這個(gè)結(jié)構(gòu)的性能，比溝槽型結(jié)構(gòu)更優(yōu)更強(qiáng)，目前還在研發(fā)?！秉S潤(rùn)華透露。