在新能源汽車快速發展的背景下，碳化硅（SiC）功率半導體正成為推動電動化的重要核心技術。博世通過多代并行的研發策略，持續推進SiC MOSFET技術的演進，構建了清晰且可預期的技術路線圖。隨著第三代、第四代和第五代產品的逐步推出，碳化硅器件將在性能、成本與可靠性方面實現持續躍升，為電動汽車市場的規模化發展提供關鍵支撐。

持續演進的碳化硅技術路線

早在SiC MOSFET技術研發之初，博世就確立了一個清晰的目標：讓碳化硅技術能夠覆蓋不同級別的車型應用，從高性能電動車逐步擴展到更廣泛的電動化市場，成為汽車電氣化的重要驅動力。

如今，這一技術旅程仍在繼續。基于成熟的垂直溝槽（trench）結構，博世正穩步推進第三代、第四代和第五代SiC MOSFET技術的發展。在相同的功率等級下，隨著芯片尺寸不斷縮小，器件的功率密度和系統效率持續提升，并為整車廠帶來更具吸引力的成本優勢與系統可擴展性。

第四代SiC MOSFET：基于溝槽技術的超窄元胞設計

在第三代產品的基礎上，第四代SiC MOSFET將通過顯著縮小元胞尺寸（cell pitch）實現一次重要的技術跨越。相比平面（planar）結構受限于表面柵極和溝道結構，溝槽技術是實現極小尺寸元胞的先決條件。

第四代SiC MOSFET的主要改進包括：

通過加深溝槽并減小溝槽寬度，使元胞尺寸距從約3微米縮小至2微米以下，實現更高水平的垂直拓展。

在保持器件可靠性的同時進一步提升功率密度，并降低單位面積導通電阻（RonA）。

在成熟的溝槽功率MOSFET架構基礎上實現性能提升，無需引入全新的器件結構。

第四代產品將專門針對200毫米晶圓制造平臺開發，預計于2029年前后進入市場。

第五代SiC MOSFET：引入超結結構實現性能躍升

在第四代技術基礎上，第五代SiC MOSFET將通過引入超結（Superjunction）結構，實現下一階段的性能突破。

超結技術通過在漂移區引入精確控制的P型與N型交替摻雜區域，使器件能夠突破傳統單極型碳化硅材料在漂移區電阻方面的理論限制，從而顯著降低導通電阻。同時，這種結構還能優化電場分布，提高器件在高電壓條件下的穩定性。

第五代技術的設計與制造復雜度將進一步提升。目前，研發團隊正重點探索適合的制造工藝與功率模塊架構，包括采取措施來抑制諸如極高開關速度下的自激振蕩等現象。按照當前的研發進度，預計第五代SiC MOSFET 將于 2031 年左右問世 ，為SiC功率器件帶來全新的性能等級。

200毫米晶圓：

未來碳化硅技術的重要基礎

推動碳化硅技術持續演進的另一關鍵因素是晶圓制造平臺的升級。自2024年起，博世開始將碳化硅晶圓生產從150毫米逐步過渡到200毫米。與150毫米晶圓相比，200毫米晶圓的可用面積幾乎翻倍，可顯著提升制造效率并降低單位成本。

博世第二代碳化硅器件就開始受益于200毫米平臺 ，而從2027年起，后續所有新一代產品都將全面基于200毫米晶圓進行設計與生產。這一平臺升級不僅提高了制造精度與一致性，也為更加復雜的碳化硅器件結構提供了工業化基礎。

選擇博世SiC MOSFET的五大理由

隨著技術路線圖的逐步推進，博世SiC MOSFET將持續為汽車行業帶來多方面價值：

1.清晰的技術路線與持續的性能提升

多代技術演進帶來效率、功率密度、開關性能和可靠性的持續提升。

2.更小芯片尺寸，系統級成本優勢

在相同功率水平下縮小芯片面積，有助于實現更加緊湊、經濟的逆變器和功率模塊設計。

3.穩定可靠的器件特性

提升短路耐受能力、優化開關特性并減少寄生效應，使系統設計更加簡單可靠，添加設計裕量 。

4.基于200毫米晶圓的可擴展制造能力

盡早采用200毫米碳化硅晶圓技術，可實現更穩定可靠的制造工藝，為先進技術鋪平道路。

5.面向未來的器件架構

基于溝槽的碳化硅平臺，并具備清晰向超結概念演進的技術路徑，使OEM能夠為下一代碳化硅功率器件的下一性能等級做好準備。

隨著電動化進程不斷加速，功率半導體技術的重要性愈發凸顯。從第三代到第五代SiC MOSFET的持續演進，博世正在通過清晰的技術路線圖，不斷突破效率、功率密度與系統可靠性的邊界。同時，通過率先推進200毫米碳化硅晶圓平臺以及持續深化溝槽結構與超結技術的研發，博世為下一代高性能功率器件奠定了堅實的產業基礎。

面向未來，隨著新一代碳化硅技術逐步落地，碳化硅將在更廣泛的車型和應用場景中發揮關鍵作用，推動電動汽車在性能、成本與能效之間實現更優平衡。沿著這條持續創新的技術之路，博世正攜手產業伙伴，共同加速電動出行時代的到來。