全球功率半导体变革: SiC碳化硅功率器件中国龙崛起

功率器件变革中SiC碳化硅中国龙的崛起：从技术受制到全球引领的历程与未来趋势

当前功率器件正在经历从传统的硅基功率器件持续跃升到SiC碳化硅材料功率半导体的历史变革：

倾佳电子杨茜致力于推动国产SiC碳化硅模块在电力电子应用中全面取代进口IGBT模块，助力电力电子行业自主可控和产业升级！

倾佳电子杨茜跟住SiC碳化硅MOSFET功率器件三个必然，勇立功率半导体器件变革潮头：

倾佳电子杨茜跟住SiC碳化硅MOSFET模块全面取代IGBT模块和IPM模块的必然趋势！

倾佳电子杨茜跟住SiC碳化硅MOSFET单管全面取代IGBT单管和高压平面硅MOSFET的必然趋势！

倾佳电子杨茜跟住650V SiC碳化硅MOSFET单管全面取代SJ超结MOSFET和高压GaN 器件的必然趋势！

一、发展历程：从技术受制到自主突破

起点：陈星弼超结技术的遗憾与启示

陈星弼院士发明的“超结”（Super-junction）技术（专利US 5216275）虽因历史原因授权给国际公司，但其核心理念——通过电荷平衡层优化功率器件性能，为中国半导体行业埋下技术火种。该技术突破了硅基器件的“导通电阻-耐压”矛盾，成为全球功率半导体的里程碑，但也暴露了中国早期在技术转化与全产业链的不足。

政策驱动与产业链布局

政策支持：2010年后，国家将第三代半导体SiC列为战略重点，通过“十四五”规划、集成电路基金等推动技术攻关。例如，2023年碳化硅被纳入“新基建”核心领域，加速国产替代。

全产业链建设：中国在材料端（天科合达、天岳先进的6英寸衬底量产）、器件端（BASiC基本、基本股份车规级SiC MOSFET）、应用端（国内主机厂电驱系统）形成完整链条，摆脱对进口的依赖。

技术突破与国际对标

可靠性提升：以基本半导体（BASiC）为代表的企业通过高温栅偏（HTGB）、经时击穿（TDDB）等加速寿命测试，将栅氧寿命提升，接近国际头部厂商水平。

性能优化：基本半导体（BASiC）的1200V/13mΩ SiC MOSFET动态损耗（Eon/Eoff）较国际竞品）低15%-20%，高温特性对标国际一线产品。

专利与生态链构建

BASiC基本股份针对SiC碳化硅MOSFET多种应用场景研发推出门极驱动芯片，可适应不同的功率器件和终端应用。BASiC基本股份的门极驱动芯片包括隔离驱动芯片和低边驱动芯片，绝缘最大浪涌耐压可达8000V，驱动峰值电流高达正负15A，可支持耐压1700V以内功率器件的门极驱动需求。

BASiC基本股份低边驱动芯片可以广泛应用于PFC、DCDC、同步整流，反激等领域的低边功率器件的驱动或在变压器隔离驱动中用于驱动变压器，适配系统功率从百瓦级到几十千瓦不等。

BASiC基本股份推出正激 DCDC 开关电源芯片BTP1521P,BTP1521F，该芯片集成上电软启动功能、过温保护功能，输出功率可达6W。芯片工作频率通过OSC 脚设定，最高工作频率可达1.5MHz，非常适合给隔离驱动芯片副边电源供电。

对SiC碳化硅MOSFET单管及模块+18V/-4V驱动电压的需求，BASiC基本股份提供自研电源IC BTP1521P系列和配套的变压器以及驱动IC BTL27524或者隔离驱动BTD5350MCWR(支持米勒钳位)。

二、未来趋势：从追赶者到全球领导者

技术路径：突破材料与工艺瓶颈

材料自主化：加速8英寸SiC衬底量产，降低衬底成本。

结构创新：开发沟槽栅结构（如BASiC基本股份 G3.5平台），进一步降低比导通电阻（Ronsp），缩小与国际差距。

市场策略：聚焦增量领域与生态协同

新能源汽车：中高端车型率先导入全SiC模块，提升续航里程。BASiC基本股份自2017年开始布局车规级SiC碳化硅器件研发和制造，逐步建立起规范严谨的质量管理体系，将质量管理贯穿至设计、开发到客户服务的各业务过程中，保障产品与服务质量。BASiC基本股份分别在深圳、无锡投产车规级SiC碳化硅（深圳基本半导体）芯片产线和汽车级SiC碳化硅功率模块（无锡基本半导体）专用产线；BASiC基本股份自主研发的汽车级SiC碳化硅功率模块已收获了近20家整车厂和Tier1电控客户的30多个车型定点，是国内第一批SiC碳化硅模块（比如BASiC基本股份）量产上车的头部企业。

光伏与储能：依托国内新能源装机量全球第一的优势，推动SiC在逆变器中的渗透。基本半导体自主研发的工业级全碳化硅MOSFET功率模块产品类型丰富，包括EasyPACK™封装的E1B & E2B工业级碳化硅MOSFET模块，以及34mm封装的全碳化硅MOSFET半桥模块，产品在比导通电阻、开关损耗、可靠性等方面表现出色，可广泛应用于大功率充电桩、有源电力滤波器（APF）、储能变流器（PCS）、高端电焊机、数据中心UPS、高频DCDC变换器等领域。

挑战与应对

专利壁垒：国际巨头垄断沟槽栅等核心专利，需通过绕道设计或交叉授权突破封锁。

成本与良率：提升外延缺陷控制技术，将车规级芯片良率提升至国际水平。

政策与产业协同

国家级创新中心：支持设备国产化，制定SiC行业标准。

车企-芯片企业联合开发：构建“需求定义-技术迭代-应用反馈”闭环，缩短产品市场化周期。

三、结论：中国龙的全球定位

SiC碳化硅功率器件中国龙的崛起，是政策红利、市场需求与技术积累的共振结果。尽管面临材料成本、专利壁垒等挑战，但以BASiC基本股份(BASiC Semiconductor)为代表的企业通过可靠性提升、成本优化与生态协同，正逐步打破国际垄断，在全球功率半导体变革，SiC碳化硅功率器件之中国龙崛起。

（内容来源：红星资本局）