從硅到寬禁帶半導體材料，不斷提升性能和應用范圍，推動半導體行業的不斷進步。技術創新驅動性能迭代，國產碳化硅器件的市場應用也已從單一領域向多行業擴展，碳化硅產業鏈正加速國產化替代進程，展現出強勁的發展潛力和市場競爭力。隨著材料科學和制造工藝的持續進步，功率半導體器件將進一步邁向高性能、高可靠性的境界。GaN和SiC材料的應用將更加廣泛。
5月23-24日，2025功率半導體器件與集成電路會議（CSPSD 2025）于南京召開。本次會議由第三代半導體產業技術創新戰略聯盟（CASA）指導，南京郵電大學、極智半導體產業網（www.ynpmqx.com）、第三代半導體產業共同主辦。南京郵電大學集成電路科學與工程學院（產教融合學院）、北京麥肯橋新材料生產力促進中心有限公司承辦。電子科技大學、南京郵電大學南通研究院、蘇州鎵和半導體有限公司、揚州揚杰電子科技股份有限公司、北京國聯萬眾半導體科技有限公司、ULVAC愛發科集團等單位協辦。
其中，“硅、碳化硅器件及其他高壓功率器件”分會圍繞硅基功率器件與集成技術、碳化硅功率器件與集成技術、模組封裝與應用技術等主題，來自產業鏈相關專家、高?？蒲性核爸髽I二十余位代表共同深入探討，追蹤最新進展。浙江大學電氣工程學院研究員王珩宇，復旦大學智能機器人與先進制造創新學院副教授劉盼，中國科學院上海微系統與信息技術研究所研究員程新紅，西安理工大學教授、國際合作處處長楊媛受邀共同主持了本次分會。
西安理工大學教授、國際合作處處長楊媛
江蘇超芯星半導體有限公司創始人兼董事長劉欣宇做了”破界·賦能·引領——化學氣相法碳化硅襯底技術創新開啟未來產業新紀元“的主題報告。分享了SiC用于射頻器件，光學器件-AR眼鏡，量子技術，量子互聯網絡建設，量子中繼器的功能需求，SiC色心控制，SiC用于光催化水分解，SiC的帶隙調控等方面的進展。報告指出，HTCVD原料中沒有N原子，可以更高效的制備半絕緣SiC襯底。HTCVD可有效減少雜質原子，降低內部缺陷濃度，減少材料的光散射/吸收，提高透光率。
西安電子科技大學杜豐羽做了”高性能SiC功率器件關鍵技術研究進展“的主題報告，報告介紹了包括高性能平面和Trench 柵型SiC功率MOSFET等代表性器件的現狀和最新進展，討論高性能SiC功率器件關鍵性能提升和可靠性等方面熱點問題，旨在通過關鍵工藝技術和芯片結構的創新，提高器件的綜合性能和長期可靠性。報告顯示，研究采用鎢基金屬體系，開發出可用于500℃環境長時工作的新型SiC歐姆接觸。對器件進行大規模陣列化探索。設計并制備8 X 8 64位圖形傳感器陣列?？蓪崿F500℃環境下的的成像功能。
通富微電子股份有限公司通富研究院Power技術中心負責人邢衛兵做了“新能源時代的封測技術與趨勢”的主題報告，分享了汽車半導體封裝最新趨勢等。報告指出，汽車電子短期內依靠新能源車普及所帶來的動力電子化，其中功率半導體和車載MCU首先獲益。新能源車中功率半導體芯片使用量對比燃油車接近翻番，而隨著高壓、高功率應用平臺的使用，功率模塊將成為核心，包括IGBT模塊，以及具備耐高溫、高壓、低功耗的第三代半導體SiC、GaN的應用。
北京國聯萬眾半導體科技有限公司王帥做了“SiC電力電子芯片技術與SiC基GaN射頻芯片技術進展”的主題報告，分享了相關進展。報告指出，國聯萬眾主要在晶圓加工和模塊封裝測試進行布局，具備完善的6英寸SiC功率芯片量產生產線，8英寸芯片研發線也將在2025年第四季度完成升級通線。GaN射頻芯片是基于GaN材料制造的高頻高功率半導體芯片，廣泛應用在通信、干擾、加熱，電子戰等領域。目前在通信行業主要發展方向為高頻高效率，在射頻能源應用主要發展方向為高壓大功率，射頻電源應用方向主要為低頻大功率。國聯萬眾作為國內SiC基GaN的重要供應商，在以上領域已有全面布局，并進行大批量供貨。
3D集成技術通過垂直堆疊與多維互聯，進一步突破傳統平面器件的性能瓶頸，推動寬禁帶半導體在能源、通信、國防等領域的革新應用。中國科學院上海微系統與信息技術研究所研究員程新紅做了“寬禁帶半導體3D集成技術”的主題報告，報告圍繞材料異質集成、器件3D集成與功能模塊3D集成三大方向展開分析。報告指出，寬禁帶半導體3D集成技術正從單點突破向系統化發展邁進，但異質界面質量控制、熱應力調控及成本優化仍是關鍵挑戰。未來需結合新型材料、先進工藝與異質融合架構，推動寬禁帶半導體在AI計算、新能源汽車、航空航天等領域的規模化應用。
電子科技大學教授章文通做了“基于電荷場調制機理的高溫高壓車規SOI BCD技術”的主題報告，分享了電荷場調制機理、高溫高壓SOI超結BCD技術等研究成果。研究將功率半導體器件電場分解為電離電荷產生的電荷場和外加電勢產生的電勢場，從而將功率半導體優化的本質歸結為電荷場對電勢場的調制。研究有效解決了傳統平衡超結因高劑量引起的PN結提前擊穿問題，顯著提升了器件性能。
場板技術是高壓器件設計中廣泛使用的電場優化技術，因為它與制造工藝完全兼容。濟南大學信息科學與工程學院教授張春偉做了“場板技術中的電場調制機制研究：基于電荷的視角”的主題報告，分享最新研究成果。其中，為了控制感應電荷密度，研究提出了沿源極到漏極方向寬度逐漸減小的三維場板（3D-VDFP）。此外，提出了一種由感應板和調節板組成的新型超場板（SuFP）?；?00V LIGBT的實驗結果表明，所提出的超場板實現了電荷平衡和均勻的電子傳輸
南京郵電大學博士代玙璇做了“智能TCAD技術—AI賦能微納電子器件的仿真、建模與設計”的主題報告，分享了相關研究成果。報告顯示，針對仿真技術，采用機器學習可實現預測精度> 95%, 預測速度提升了106 ；針對建模技術，物理模型的引入可進一步優化訓練數據量；建模難度大幅度降低，預測精度> 95%；針對設計技術，可自動實現滿足目標性能的要求，無人工干預，預測誤差<5%，設計時間降至數分鐘。另外，物理知識的引入不僅可使設計滿足目標性能，還可加速器件的設計進程。同時，超過71%的結構都是理想設計，僅3%不符合預期。
北京昕感科技（集團）副總，功率模塊事業部負責人李道會做了“面向車規應用的功率之”芯”SiC及封裝技術挑戰”的主題報告，報告指出，車規主驅應用對于碳化硅器件設計制造技術，以及碳化硅封裝技術的設計-工藝-材料-電性能及可靠性等方面提出了更具挑戰性的要求，需要碳化硅從業者面對挑戰，與車企高度配合形成技術產品閉環。
愛發科（蘇州）技術研究開發有限公司研究員王鶴鳴做了“面向功率器件制造的先進離子注入解決方案：集成工藝與創新”的主題報告，分享了面向碳化硅離子注入、IGBT離子注入、GaN器件離子注入的技術方案。報告指出，IGBT、碳化硅MOSFET等功率器件需精確控制摻雜以優化載流子遷移率、擊穿電壓及熱穩定性。傳統摻雜工藝在碳化硅（SiC）材料中面臨極端硬度與高溫處理需求的雙重限制。盡管離子注入已成為主流技術，但在生產效率（如SiC器件）、缺陷控制及能量可擴展性方面仍存在顯著挑戰。
山東大學教授彭燕做了“基于金剛石/碳化硅新型異質散熱結構的器件應用研究”的主題報告，報告系統探討了SiC/金剛石異質結構界面的應力演變特征。揭示了不同溫度和厚度條件下金剛石膜的應力分布規律及其影響機制。通過將實驗數據與有限元仿真結果進行對比，證明基于溫度修正的應力計算方法是評估多層系統熱應力的有效手段，為相關器件的設計和優化提供了重要的理論依據和實踐指導。
中國電子科技集團公司第四十六研究所董剛做了“金剛石材料研究進展”的主題報告，分享了國內外研究進展以及46所研究進展。報告顯示，金剛石多晶在散熱領域的應用，面臨著 大尺寸金剛石多晶的加工、金剛石與其他材料的界面問題、成本問題等挑戰。金剛石單晶面臨著 大尺寸、高質量單晶的批量研制、金剛石單晶的加工問題；金剛石的n型摻雜問題等。報告指出，以金剛石作為散熱材料解決GaN等典型功率器件的散熱問題，面臨材料、成本、技術等多重挑戰，但是隨著技術進步和產業鏈的逐漸成熟，有望在未來5-10年內實現規?；瘧茫蔀楦吖β势骷闹髁鹘鉀Q方案。
江南大學喻俊峰做了“高性能宇航級SGT功率器件與輻照模型研究”的主題報告，分享了SGT MOS輻照現象及機理、新型SGT MOS輻照加固設計等研究進展。報告顯示，研究定性給出SGT MOSFET總劑量輻照在OFF態下由電荷失衡主導，ON態下由DIBL效應主導的失效機理，并建立了較完善的輻照失效模型；創新地提出降低輻照電荷敏感點的關鍵技術，進而開發抗輻照加固關鍵工藝，建立了相關電荷輻照模型；研制滿足同時滿足ON/OFF TID 100 Krad、150 Krad指標的30 V抗輻照G2-SGT新器件，有利地支持后續的抗輻照SGT器件研究。
浙江大學電氣工程學院研究員王珩宇做了“碳化硅功率器件空間電荷補償技術”的主題報告，探討碳化硅超級結器、碳化硅浮島結器件研究進展。報告指出，SiC功率器件性能逐漸接近了其一維理論極限，進一步降低電阻和功率損耗遇到了技術瓶頸，超級結和浮島結技術通過空間電荷補償，可以實現高效電場分布，進而突破SiC器件一維電阻極限。SiC超級結和浮島結技術都分別提高了碳化硅器件的性能，并成功實現了一維極限的突破。SiC超級結和浮島結系列器件的性能尚未兌現其理論性能優勢，未來有希望將呈倍數級提升器件性能（功率品質因數FOM），并實現產業化。SiC超級結器件的動態特性、可靠性有待深入研究。
熾芯微電子科技（蘇州）有限公司董事長&總經理朱正宇做了“功率器件封裝技術的發展及展望”的主題報告，分享市場驅動與功率器件封裝技術趨勢與現代封裝技術的關鍵突破。報告指出，隨著對功率密度的追求和性價比的提升，新一代器件的誕生必將需要相匹配的功率器件封裝技術； 封裝制約著器件的應用，應該重視封裝技術的發展以發揮新一代器件的特性優勢； 導熱和散熱結構和材料的創新迭代是新一代器件發展應用的關鍵；功率封裝的設計需要經大數據和智能化加持的設計工具包（EDA）；新一代器件及其封裝的可靠性評價方法和標準需要結合實際的應用不斷發展完善。
功率器件結溫的準確提取是其狀態監測、可靠性評估和健康管理的重要基礎。北京智慧能源研究院任海做了“基于正向壓降表征的碳化硅MOSFET結溫測量方法研究”的主題報告，分享了溫敏參數及校溫曲線系統評估、碳化硅MOSFET模塊測試驗證等研究進展。報告指出，碳化硅MOSFET柵氧界面態缺陷密度高，需要對溫敏參數及對應校溫曲線開展穩定性、重復性、溫敏性的系統評估。提出基于導通壓降VDS的短脈沖大電流結溫測量方法，可用于并聯SBD芯片的碳化硅MOSFET模塊結溫測量。通過與紅外熱成像方法和電學方法的比較，驗證了所提出的測量方法的準確性，碳化硅MOSFET模塊的熱阻（Rth）重復性測量誤差小于3%，與紅外法相比，結溫（Tj）測量的誤差約為1%。碳化硅器件的結溫測量相比硅器件面臨更多挑戰，可滿足實際應用需求的溫敏參數較少，亟需研究新的結溫測量方法和測量技術。
南京郵電大學教授劉宇做了“可調節柵級輔助LIGBT實現Von與Eoff的更優平衡研究”的主題報告。報告圍繞研究背景、結構設計、實驗+仿真驗證、原理分析及結果討論做了介紹。報告介紹，目前器件角度還只處于仿真階段，如何從工藝角度實現并應用需要繼續摸索。鐵電非易失特性還有更多可以發掘的地方，同時非易失特性在功耗方面可能存在優勢可以探索。
南京第三代半導體技術創新中心有限公司研發總監李士顏做了“新一代SiC功率MOSFET產品研制進展”的主題報告，報告介紹國際上SiC電力電子芯片及模塊的研究現狀及趨勢，展示中國電科55所針對數據中心和新能源汽車應用，在400V-1200V電壓等級SiC芯片及模塊的研究進展，展示了最新一代平面型和溝槽型SiC MOSFET研究成果，討論SiC芯片及模塊在數據中心和新能源汽車領域應用面臨的機遇與挑戰。
復旦大學智能機器人與先進制造創新學院副教授劉盼做了“1200V IGBT與SiC MOSFET的短路性能對比研究”的主題報告。她表示，對兩類功率器件Si IGBT與SiC MOSFET在短路工況下的電學特性與失效機理進行探究，分析了兩種器件在短路條件下的失效類型與失效機理，提出提升器件短路性能的優化方案?；诠に嚨母呔裙β势骷Ｐ蛯κХ治?、失效機理的研究至關重要。利用多準則TOPSIS算法可快速對器件工藝參數優化，在保證關鍵電學參數的同時，提升器件短路性能。結合深P阱設計和器件結構改進，可進一步提升SiC MOSFET短路性能。
東南大學副研究員魏家行做了“碳化硅功率MOS器件技術新進展”的主題報告，從產品結構、制造工藝、可靠性、典型應用等方面出發，介紹當下SiC功率MOSFET器件關鍵技術的最新進展，并對未來的發展趨勢做出展望。
廣東工業大學副教授周賢達做了“功率MOSFET的非嵌位感性開關”的主題報告，為了評估功率MOSFET在雪崩條件下的堅固性，非嵌位感性開關（UIS）已成為一種標準方法。在UIS測試中，器件內部寄生三極管開啟是主要的失效機制。報告對改善UIS性能的方法進行綜述，并討論了一些特例。
南京郵電大學胡子偉博士做了“碳化硅功率器件高K介質調制技術”的主題報告
深圳平湖實驗室，西安理工大學汪雅馨做了“碳化硅功率LDMOS與CMOS集成技術的研究”的主題報告，結合國內外研究現狀，分享了新型功率SiC LDMOS設計的研究進展。結果顯示，通過研究高電壓功率SiC LDMOS和低壓器件的設計和工藝，以實現控制電路與功率器件的全SiC集成技術，對于提升功率系統整體的最高工作溫度、工作效率和可靠性具有極大意義。
圓桌對話
在圓桌對話環節，第三代半導體產業技術創新戰略聯盟副秘書長趙璐冰博士主持下，與揚杰科技功率器件事業部副總經理施俊、鎵和半導體董事長/南京郵電大學教授唐為華、中國科學院微系統與信息技術研究所研究員程新紅、超芯星半導體董事長劉欣宇、昕感科技副總經理李道會、西安理工大學國際合作與交流處處長楊媛一起，就國產功率半導體如何有效打開應用市場、技術迭代、成本下降、新場景，以及國內外技術&市場等主要核心點的對比，氧化鎵等材料未來市場的競爭等熱點問題展開討論。
（會議內容詳情，敬請關注半導體產業網、第三代半導體公號）
