國(guó)產(chǎn)碳化硅(SiC)MOSFET行業(yè)近年來(lái)在政策扶持、市場(chǎng)需求和技術(shù)突破的推動(dòng)下快速發(fā)展,但伴隨的行業(yè)亂象也暴露出深層次的結(jié)構(gòu)性問(wèn)題,對(duì)中國(guó)功率半導(dǎo)體行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。以下從技術(shù)、產(chǎn)業(yè)鏈、市場(chǎng)生態(tài)和政策四個(gè)維度進(jìn)行深度分析:
一、技術(shù)隱患:部分國(guó)產(chǎn)SiC MOSFET廠商可靠性危機(jī)與研發(fā)短視
柵氧可靠性設(shè)計(jì)缺陷
部分國(guó)產(chǎn)SiC MOSFET廠商為降低成本,在工藝能力受限的情況下追求導(dǎo)通電阻和比導(dǎo)通電阻宣傳噱頭,減薄柵極氧化層厚度或柵氧電場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)高(如>4 MV/cm),導(dǎo)致柵氧在高溫、高壓下的經(jīng)時(shí)擊穿(TDDB)壽命大幅縮短。例如,頭部廠商設(shè)計(jì)的柵氧壽命可達(dá)10?小時(shí),而部分國(guó)產(chǎn)設(shè)計(jì)僅約10?小時(shí),實(shí)際工況下壽命可能進(jìn)一步降至3-5年,2026-2028年可能因系統(tǒng)性失效引發(fā)大規(guī)模召回,直接影響充電樁等關(guān)鍵領(lǐng)域。
技術(shù)路徑的盲目跟隨與創(chuàng)新不足
技術(shù)研發(fā)過(guò)度集中于低端應(yīng)用如充電樁電源模塊,缺乏對(duì)器件制造底層工藝等前沿方向的長(zhǎng)期投入。
測(cè)試與標(biāo)準(zhǔn)體系滯后
國(guó)內(nèi)缺乏統(tǒng)一的可靠性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證體系,部分廠商僅通過(guò)短期測(cè)試(如甚至不到1000小時(shí)的HTGB實(shí)驗(yàn))即宣稱產(chǎn)品達(dá)標(biāo),但實(shí)際工況下失效模型復(fù)雜,導(dǎo)致早期失效和耗損失效風(fēng)險(xiǎn)未被充分暴露。
二、產(chǎn)業(yè)鏈瓶頸:部分國(guó)產(chǎn)SiC MOSFET廠商資本驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)能過(guò)剩與低效擴(kuò)張
資本驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)能過(guò)剩與低效擴(kuò)張
地方政府對(duì)“第三代半導(dǎo)體”概念的熱捧導(dǎo)致項(xiàng)目盲目上馬,已有170個(gè)SiC相關(guān)項(xiàng)目,但多數(shù)企業(yè)缺乏核心技術(shù),產(chǎn)能利用率低下。例如,某企業(yè)宣稱年產(chǎn)能30萬(wàn)片,實(shí)際有效碳化硅MOSFET產(chǎn)出不足一千片,多數(shù)為廢片。
三、市場(chǎng)生態(tài):部分國(guó)產(chǎn)SiC MOSFET廠商價(jià)格戰(zhàn)與信任危機(jī)
價(jià)格倒掛的副作用
國(guó)產(chǎn)SiC MOSFET單價(jià)已低于IGBT,但國(guó)產(chǎn)碳化硅MOSFET廠商低價(jià)策略以犧牲可靠性為代價(jià)。部分國(guó)產(chǎn)碳化硅MOSFET廠商通過(guò)降低柵氧厚度等“偷工減料”手段壓縮成本,導(dǎo)致產(chǎn)品壽命縮短,最終引發(fā)客戶信任危機(jī)。
應(yīng)用場(chǎng)景的畸形集中
新能源汽車(chē)和光伏領(lǐng)域占據(jù)SiC MOSFET應(yīng)用的70%以上,國(guó)產(chǎn)碳化硅MOSFET多用于充電樁等低端場(chǎng)景,技術(shù)升級(jí)動(dòng)力不足。
國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)壓力加劇
英飛凌等并通過(guò)專(zhuān)利壁壘限制國(guó)內(nèi)技術(shù)突破。國(guó)產(chǎn)碳化硅MOSFET企業(yè)若繼續(xù)依賴充電樁等低端市場(chǎng),可能重蹈硅基IGBT時(shí)代“技術(shù)跟隨-專(zhuān)利封鎖”的覆轍。
四、部分國(guó)產(chǎn)SiC MOSFET廠商政策與行業(yè)治理的反思
政策扶持的“雙刃劍”效應(yīng)
“十四五”規(guī)劃將SiC列為重點(diǎn)領(lǐng)域,但補(bǔ)貼導(dǎo)向?qū)е缕髽I(yè)追求短期指標(biāo)(如產(chǎn)能規(guī)模)而非核心技術(shù)突破。例如,某企業(yè)獲得政府資助后盲目擴(kuò)產(chǎn),但碳化硅MOSFET良率長(zhǎng)期停滯在40%以下,并且大部分無(wú)法通過(guò)嚴(yán)格的可靠性測(cè)試。
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與監(jiān)管缺失
國(guó)內(nèi)尚未建立針對(duì)SiC MOSFET的強(qiáng)制認(rèn)證體系,部分廠商通過(guò)虛假宣傳技術(shù)障眼法獲取市場(chǎng)準(zhǔn)入,劣幣驅(qū)逐良幣現(xiàn)象突出。
產(chǎn)學(xué)研協(xié)同機(jī)制失效
對(duì)比德國(guó)弗勞恩霍夫研究所或日本AIST的產(chǎn)業(yè)聯(lián)合研發(fā)模式,國(guó)內(nèi)高校、科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)合作松散,共性技術(shù)攻關(guān)進(jìn)展緩慢,導(dǎo)致技術(shù)迭代周期較長(zhǎng)。
五、對(duì)中國(guó)功率半導(dǎo)體行業(yè)的警示與建議
技術(shù)層面:需建立國(guó)家級(jí)可靠性測(cè)試中心,強(qiáng)制推行車(chē)規(guī)級(jí)AEC-Q101認(rèn)證,并加大對(duì)器件制造底層工藝等前沿方向的研發(fā)投入。
產(chǎn)業(yè)鏈層面:優(yōu)先突破襯底材料瓶頸,推動(dòng)8英寸晶圓量產(chǎn),并通過(guò)并購(gòu)整合提升有效產(chǎn)能。
政策層面:調(diào)整補(bǔ)貼機(jī)制,從“重規(guī)?!鞭D(zhuǎn)向“重質(zhì)量”,設(shè)立非盈利研究機(jī)構(gòu)主導(dǎo)共性技術(shù)攻關(guān)。
市場(chǎng)層面:引導(dǎo)企業(yè)差異化競(jìng)爭(zhēng),避免低端價(jià)格戰(zhàn),鼓勵(lì)向高壓電網(wǎng)、軌道交通等高端場(chǎng)景拓展。
總結(jié)
國(guó)產(chǎn)SiC MOSFET行業(yè)的亂象本質(zhì)上是技術(shù)短視、產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)Ш馀c政策激勵(lì)錯(cuò)配的綜合結(jié)果。若不能及時(shí)糾偏,可能導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)功率半導(dǎo)體陷入“低端鎖定”陷阱,喪失與國(guó)際巨頭競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵窗口期。這一亂象為中國(guó)功率半導(dǎo)體行業(yè)敲響的警鐘,不僅關(guān)乎技術(shù)自主可控,更涉及產(chǎn)業(yè)生態(tài)的可持續(xù)重構(gòu)。
審核編輯 黃宇
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