超凈廠房里,科研人員坐在電腦前操控,一臺(tái)臺(tái)精密儀器自動(dòng)化運(yùn)行;生產(chǎn)車間里,比繡花針還細(xì)的測(cè)試探針在芯片間高速移動(dòng),這是自動(dòng)測(cè)試臺(tái)在對(duì)一片已完工的6英寸碳化硅晶圓進(jìn)行測(cè)試……走進(jìn)國(guó)基南方、55所碳化硅產(chǎn)線,高科技含量十足的場(chǎng)景隨處可見(jiàn)。
“隨著新能源汽車供需量的增加,我們也正在加快推進(jìn)大電流碳化硅MOSFET關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)和批產(chǎn)。”春節(jié)期間,團(tuán)隊(duì)提早啟動(dòng),堅(jiān)守崗位,聚焦新能源汽車、光伏、高壓輸變電、智能電網(wǎng)等重點(diǎn)領(lǐng)域需求,在火熱的生產(chǎn)中迎來(lái)春天。
碳化硅MOSFET能讓新能源汽車充電速度提高5-10倍,續(xù)航里程提高8%以上,能耗降低50%,優(yōu)異的性能讓其成為新能源汽車所需的關(guān)鍵元器件。截至目前,團(tuán)隊(duì)研制的新能源汽車用650V-1200V碳化硅MOSFET出貨量突破1500萬(wàn)只,累計(jì)上車超200萬(wàn)輛,一顆顆奔騰的“中國(guó)芯”,正隨車暢行在祖國(guó)大江南北。
小心翼翼用真空吸筆拾取起長(zhǎng)寬僅有2毫米的“小物件兒”,技術(shù)人員笑著說(shuō):“別看這個(gè)碳化硅MOSFET個(gè)頭小,它可是新能源汽車車載充電機(jī)的‘心臟’,電能的處理和控制,靠的就是這個(gè)。”技術(shù)專家解釋,近年來(lái),碳化硅材料憑借著耐高壓、耐高溫、低損耗等優(yōu)越性能,用其研制的功率產(chǎn)品,快速走向應(yīng)用舞臺(tái)“C位”。“相同規(guī)格下碳化硅MOSFET的尺寸只有硅基產(chǎn)品的1/10,但導(dǎo)通電阻是后者的百分之一,總能量損耗可以降低70%。”
持續(xù)推進(jìn)碳化硅MOSFET關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,國(guó)基南方、55所碳化硅團(tuán)隊(duì)貫通碳化硅襯底、外延、芯片等全產(chǎn)業(yè)鏈量產(chǎn)平臺(tái),陸續(xù)攻破高溫高能離子注入、高遷移率柵氧化等關(guān)鍵工藝。經(jīng)過(guò)集智攻堅(jiān),團(tuán)隊(duì)建立國(guó)內(nèi)第一條6英寸碳化硅功率產(chǎn)品生產(chǎn)線,在國(guó)內(nèi)率先突破6英寸碳化硅MOSFET批產(chǎn)技術(shù),形成了成套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的碳化硅功率產(chǎn)品技術(shù)體系。
“大幅提升典型產(chǎn)品良率,我們將研制的碳化硅產(chǎn)品從實(shí)驗(yàn)室樣品變?yōu)榕炕逃卯a(chǎn)品,有力化解車企用戶的缺‘芯’危機(jī)。”中國(guó)電科專家表示,最初碳化硅產(chǎn)品只是應(yīng)用在電源等工業(yè)領(lǐng)域,直到這兩年才逐步應(yīng)用到新能源汽車等領(lǐng)域。“要實(shí)現(xiàn)快速批產(chǎn)應(yīng)用,面臨很大挑戰(zhàn)。”為滿足用戶需求,團(tuán)隊(duì)馬不停蹄與新能源汽車企業(yè)對(duì)接應(yīng)用需求,快速完成產(chǎn)品開發(fā)和驗(yàn)證,迅速開發(fā)了性能更優(yōu)異的碳化硅MOSFET產(chǎn)品。
“芯片面積減少30%,導(dǎo)通損耗降低15%,新一代碳化硅MOSFET產(chǎn)品電能轉(zhuǎn)換效率顯著提升,已進(jìn)入新能源汽車龍頭企業(yè)規(guī)?;瘧?yīng)用。”專家表示,自產(chǎn)品通過(guò)用戶車載項(xiàng)目驗(yàn)證以來(lái),碳化硅MOSFET每月穩(wěn)定批量交付,榮獲“最具影響力汽車芯片獎(jiǎng)”。
依托多年來(lái)積淀形成的技術(shù)優(yōu)勢(shì),國(guó)基南方、55所持續(xù)加大關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)力度,取得了一批突破性技術(shù)成果,建立完善了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的碳化硅JBS、JFET、MOS等芯片工藝,形成了650V—6500V系列產(chǎn)品,推動(dòng)碳化硅功率產(chǎn)品率先在新能源汽車充電樁、高壓電源、車載充電器、雷達(dá)電源等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)工程應(yīng)用。
“目前,我們研發(fā)的首款750V碳化硅功率芯片完成樣品流片,首款全國(guó)產(chǎn)1200V塑封2in1碳化硅功率產(chǎn)品完成A樣件試制,將為碳化硅功率半導(dǎo)體設(shè)計(jì)與生產(chǎn)全自主化、全國(guó)產(chǎn)化打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。”持續(xù)完善產(chǎn)品譜系、拓展產(chǎn)品類型,新的一年,團(tuán)隊(duì)成員將全力提升碳化硅芯片線產(chǎn)能,進(jìn)一步推進(jìn)新能源汽車用碳化硅MOSFET芯片關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)及產(chǎn)業(yè)化,推動(dòng)碳化硅系列產(chǎn)品進(jìn)入風(fēng)光發(fā)電、儲(chǔ)能、電網(wǎng)等領(lǐng)域規(guī)?;瘧?yīng)用。