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国基南方、55所:加速碳化硅MOSFET技术攻关,打造汽车电子中国“芯”


  来源: 中国电科 时间:2024-03-01 编辑:清风
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超净厂房里,科研人员坐在电脑前操控,一台台精密仪器自动化运行;生产车间里,比绣花针还细的测试探针在芯片间高速移动,这是自动测试台在对一片已完工的6英寸碳化硅晶圆进行测试……走进国基南方、55所碳化硅产线,高科技含量十足的场景随处可见。



“随着新能源汽车供需量的增加,我们也正在加快推进大电流碳化硅MOSFET关键核心技术攻关和批产。”春节期间,团队提早启动,坚守岗位,聚焦新能源汽车、光伏、高压输变电、智能电网等重点领域需求,在火热的生产中迎来春天。


碳化硅MOSFET能让新能源汽车充电速度提高5-10倍,续航里程提高8%以上,能耗降低50%,优异的性能让其成为新能源汽车所需的关键元器件。截至目前,团队研制的新能源汽车用650V-1200V碳化硅MOSFET出货量突破1500万只,累计上车超200万辆,一颗颗奔腾的“中国芯”,正随车畅行在祖国大江南北。



小心翼翼用真空吸笔拾取起长宽仅有2毫米的“小物件儿”,技术人员笑着说:“别看这个碳化硅MOSFET个头小,它可是新能源汽车车载充电机的‘心脏’,电能的处理和控制,靠的就是这个。”技术专家解释,近年来,碳化硅材料凭借着耐高压、耐高温、低损耗等优越性能,用其研制的功率产品,快速走向应用舞台“C位”。“相同规格下碳化硅MOSFET的尺寸只有硅基产品的1/10,但导通电阻是后者的百分之一,总能量损耗可以降低70%。”


持续推进碳化硅MOSFET关键核心技术攻关和产业化应用,国基南方、55所碳化硅团队贯通碳化硅衬底、外延、芯片等全产业链量产平台,陆续攻破高温高能离子注入、高迁移率栅氧化等关键工艺。经过集智攻坚,团队建立国内第一条6英寸碳化硅功率产品生产线,在国内率先突破6英寸碳化硅MOSFET批产技术,形成了成套具有自主知识产权的碳化硅功率产品技术体系。


“大幅提升典型产品良率,我们将研制的碳化硅产品从实验室样品变为批量化商用产品,有力化解车企用户的缺‘芯’危机。”中国电科专家表示,最初碳化硅产品只是应用在电源等工业领域,直到这两年才逐步应用到新能源汽车等领域。“要实现快速批产应用,面临很大挑战。”为满足用户需求,团队马不停蹄与新能源汽车企业对接应用需求,快速完成产品开发和验证,迅速开发了性能更优异的碳化硅MOSFET产品。


“芯片面积减少30%,导通损耗降低15%,新一代碳化硅MOSFET产品电能转换效率显著提升,已进入新能源汽车龙头企业规模化应用。”专家表示,自产品通过用户车载项目验证以来,碳化硅MOSFET每月稳定批量交付,荣获“最具影响力汽车芯片奖”。


依托多年来积淀形成的技术优势,国基南方、55所持续加大关键核心技术攻关力度,取得了一批突破性技术成果,建立完善了具有自主知识产权的碳化硅JBS、JFET、MOS等芯片工艺,形成了650V—6500V系列产品,推动碳化硅功率产品率先在新能源汽车充电桩、高压电源、车载充电器、雷达电源等领域实现工程应用。


“目前,我们研发的首款750V碳化硅功率芯片完成样品流片,首款全国产1200V塑封2in1碳化硅功率产品完成A样件试制,将为碳化硅功率半导体设计与生产全自主化、全国产化打下坚实基础。”持续完善产品谱系、拓展产品类型,新的一年,团队成员将全力提升碳化硅芯片线产能,进一步推进新能源汽车用碳化硅MOSFET芯片关键核心技术攻关及产业化,推动碳化硅系列产品进入风光发电、储能、电网等领域规模化应用。


关键词:国基南方 55所 汽车芯片    浏览量:757

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