電子發燒友網報道（文/李誠）在國產化替代與新能源汽車產業的驅動下，國內功率半導體產業得以快速孵化。相較于燃油車，電動汽車新增了電池、電機、電控系統，這些系統的組成部分均包含了功率模塊。隨著電動汽車電子模塊的增多，MOSFET用量將會持續提升。

受益于新能源汽車產業的發展，不少國內領先MOSFET廠商開始進入車規級市場，并建立起了較為完整的產品體系，如基本半導體、瀚薪科技、華潤微等。

基本半導體

車規級MOSFET朝碳化硅發展似乎已成為了行業內的共識，碳化硅具有耐高溫、耐高壓、高頻、高功率密度等特性，既能有效緩解汽車內部空間的壓力，還能大幅提升汽車的整體性能。基于碳化硅的優勢，基本半導體將車規級碳化硅功率器件列為了公司產業重點發展方向之一。

圖源：基本半導體

2021年11月，在基本半導體的新品發布會上，接連發布三大系列的車規級碳化硅MOSFET模塊。其中包括Pcore?6系列的全碳化硅三相全橋MOSFET模塊，Pcore?2系列的全碳化硅半橋MOSFET模塊，以及Pcell?全碳化硅塑封單面散熱半橋MOSFET模塊。

據介紹，這三個系列的碳化硅MOSFET模塊主要是為新能源汽車主逆變器應用需求而推出的，在生產工藝方面均采用的是基本半導體最新的銀燒結技術，銀燒結技術是以銀作為媒介將芯片連接起來，該技術目前在碳化硅模塊封裝中應用最為廣泛，與傳統的錫焊相比，銀的熔點能達到961℃，錫的熔點只有230攝氏度左右，當碳化硅模塊工作溫度高于200攝氏度時，使用錫焊在連接層處會出現典型的疲勞效應。由于銀具有優異的導熱和導電特性，使用銀燒結技術不僅能夠提高了模塊的可靠性、工作結溫，還能降低熱阻和寄生電感，進而提升整車的電能效率。

Pcore?6系列MOSFET模塊是一款緊湊型的功率模塊，共有1200V和750V兩種工作電壓等級作為選擇，額定電流實現了400A到700A的覆蓋，最低導通電阻僅有1.3mΩ。采用氮化硅AMB作為絕緣基板，模塊還集成了多信號監控的感應端子。具有低損耗、高電流密度、高可靠性的特點，有利于提升電動車的電能轉換效率。

圖源：基本半導體

在產品性能方面，基本半導體已經通過國內頭部車企將自主研發的Pcore?6系列MOSFET模塊搭載在測試車型中，并通過了高溫、高寒、高濕等極端環境性能測試。截至目前，測試車輛已累計無故障行駛1000天，行駛里程超過了10萬公里，進一步驗證了Pcore?6系列MOSFET模塊的可靠性。

首批下線產品Pcore?6 圖源：基本半導體

在產能方面，2021年12月，基本半導體的車規級碳化硅功率模塊專用產線正式通線，并成功下線首批Pcore?6 系列碳化硅模塊。該產線為盡可能地滿足碳化硅模塊的生產需求，配備了全銀燒結和DTS+TCB等先進封裝工藝的專用設備，以提高產品的綜合性能。按計劃，該產線將于今年3月開始小批量生產。

瀚薪科技

瀚薪科技是一家專注于第三代功率半導體設計與研發的企業，業務涉及新能源汽車、高鐵、航天等。據介紹，瀚薪科技目前已具備大批量生產車規級碳化硅MOSFET和二極管的能力，并且瀚薪科技的產品均已通過了車規級認證。

目前，瀚薪科技的碳化硅MOSFET功率模塊產品主要分布在650V和1200V兩個電壓等級，其中1200V的產品最多。

圖源：瀚薪科技

上圖為一款全碳化硅的N溝道半橋式增強型MOSFET功率模塊P1C065HB450M01C，產品電壓等級為650V，額定電流為300A，在25℃的工作環境下，電流可提升至383A，導通電阻為5mΩ。該功率模塊內置了具備高開關頻率和零電流關斷的MOSFET，在一定程度上降低了模塊的開關損耗，提高了系統的轉換效率。采用了AlSiC作為模塊的基板，AlN作為絕緣層，以滿足在高溫環境的應用下，模塊的可靠性。

導通電阻變化曲線 圖源：瀚薪科技

上圖為該模塊在20V/200A、 25℃至150℃的工作狀態下的導通電阻變化曲線，在工作電壓、電流不變的情況下，該模塊在25℃至150℃溫升變化測試中導通電阻提升了0.25mΩ，導通電阻變化在正常范圍內。

結語

高度景氣的新能源汽車產業推動了車規級MOSFET的發展，本土企業也出現了布局車規級MOSFET的苗頭，加速了國產化替代的發展。同時，碳化硅的加入突破了傳統MOSFET的物理極限，極大限度地提高了MOSFET的耐壓等級，拓寬了MOSFET的應用。