【会场回顾--器件与应用专场】第六届亚太碳化硅及相关材料国际会议（APCSCRM 2025）

2025年11月27日，第六届亚太碳化硅及相关材料国际会议（Asia-Pacific Conference on Silicon Carbide and Related Materials，APCSCRM 2025）在郑州中原国际会展中心会议中心隆重闭幕。

本届会议由中关村天合宽禁带半导体技术创新联盟与中国科学院物理研究所共同主办，北京天科合达半导体股份有限公司、河南联合精密材料股份有限公司、郑州航空港经济综合实验区科技工信局联合承办，并得到郑州航空港经济综合实验区管理委员会、河南省人民政府驻北京办事处及河南省半导体行业协会的大力支持。大会以"芯联新世界，智启源未来（Wide Bandgap, Wider Future）"为主题，深入探讨了宽禁带半导体（SiC、GaN、Ga₂O₃、AlN及金刚石等）材料、器件及前沿应用的最新进展，成功吸引了海内外800余位专家学者与企业代表，以及近400家行业机构的广泛参与，与会代表通过深入交流研讨，在技术突破、产业协同与创新发展等方面取得丰硕成果，为大会画上圆满句号。

器件与应用专题论坛由北方工业大学张旭芳副教授、江南大学敖金平教授、北京天科合达半导体股份有限公司研发总监娄艳芳博士、上海瞻芯电子科技股份有限公司曹峻副总经理主持，聚焦宽禁带半导体功率器件、射频器件及模块集成技术的研发突破与产业化应用，深入探讨了从芯片设计、制造工艺到系统可靠性、市场趋势的全方位议题。

本次论坛邀请了来自中国、日本等国内外知名高校、科研院所及行业领军企业的13位专家、学者与企业代表，专家报告内容涵盖氮化镓电子器件、先进常关技术、功率集成架构、碳化硅MOSFET物理建模、量子光学色心、高性能SiC芯片产业化、车规级可靠性研究、先进封装技术、器件性能AI预测、射频滤波器、杂质表征分析以及全球市场趋势等多个前沿方向，全面展现了宽禁带半导体在电力电子、通信、汽车、人工智能等核心领域的最新进展与应用潜力，共同强调了器件性能优化与系统级可靠性对推动产业落地的重要作用。

敖金平江南大学教授

演讲主题：《氮化镓电子器件的研究与应用》

报告摘要：氮化镓是重要的宽禁带半导体材料，已经广泛地应用于短波长光电器件（LED和LD），也将是下一代高频、高功率电子器件的关键材料。由于GaN是同时具备高速（高至太赫兹领域）和高电压（1200V以下）两个优点的唯一半导体，在开发高速、高功率和高耐压电子器件方面具有很强的竞争力，将向高效、小型化和轻量化功率系统中快速渗透。本报告介绍团队在氮化镓半导体器件的研究与应用方面的工作，包括常关型（增强型）氮化镓功率器件和微波器件等。作为新的应用探索，开发了GaN微波肖特基二极管(SBD)和微波整流器（microwave rectifier），用于微波无线供电技术。源于优秀的二极管器件性能和精确的微波电路设计，各频段的RF/DC整流效率达到了80-90%。在低功率应用方面，在工作频率915 MHz、输入功率0 dBm (1 mW)和-10 dBm (0.1 mW)的条件下，RF/DC转换效率分别达到77%和55%。在5.8 GHz的频率和输入功率0 dBm时，RF/DC转换效率也达到了47%。在不同的传输频率下，成功进行了米级距离的微波无线供电实验，为微波无线供电技术的推广应用打下了坚实的技术基础。

Joel T. Asubar 日本福井大学 教授

演讲主题：《面向氮化镓晶体管的先进常关技术》

报告摘要：为实现高性能、高稳定性的常关型AlGaN/GaN MIS-HEMT，本研究提出了一种采用再生超薄AlGaN势垒层的先进器件结构。传统凹槽型MIS-HEMT通过干法刻蚀减薄AlGaN势垒层以获得正阈值电压，但存在刻蚀深度控制困难、界面损伤及电子态等问题，导致最大漏极电流和沟道迁移率显著下降。本工作首先完全去除沟道区域的原始AlGaN层（约25 nm），随后利用金属有机化学气相沉积（MOCVD）外延再生一层超薄（约3 nm）的AlGaN势垒层。该方法将刻蚀损伤界面完全埋藏并愈合，同时实现了对势垒层厚度的精确均匀控制。所制备的器件获得了+5 V的正阈值电压，极电流达到450 mA/mm，且跨导曲线更为陡峭，表明沟道迁移率得到有效恢复。该再生沟道技术为常关型GaN基功率器件的实现提供了一条具有高可控性与优异电学性能的可靠路径。

魏进 北京大学 研究员

演讲主题：《GaN 功率器件及功率集成技术》

报告摘要：GaN功率器件以其高临界击穿电场、高迁移率、高频开关能力、宽工作温域等卓越特性，成为未来高效高功率密度电力能源管理系统的有力候选者。目前，650V及以下电压等级的GaN分立器件在手机快充等领域获得一定的商业成功。然而，工业/汽车等应用场景，对GaN功率器件提出了更多的挑战。

第一、如何进一步提升GaN功率芯片的开关频率，从而提升系统功率密度。GaN功率器件固有的高频工作能力，限于分立器件之间的寄生电感效应，难以充分发挥。通过发展GaN功率集成技术，将有效消除寄生电感效应，大幅度提升系统开关频率。

第二、如何第一步提升GaN功率芯片的工作电压等级。动态电阻效应、电场聚聚效应等制约了更高压GaN器件及集成电路的发展，因此有必要提出创新方法攻克上述难题。

第三、如何进一步提升GaN功率芯片的可靠性。目前GaN器件难以满足工业应用所需要的短路安全、雪崩耐量等要求，因此有必要提出创新的器件与工艺方法。

理解上述挑战的机制，提出解决方案，将推动GaN从消费电子领域进入更广泛的工业/汽车电子领域。

Tetsuo Hatakeyama 日本富山县立大学 教授

演讲主题：《面向TCAD 的 SiC MOSFET 沟道迁移率物理建模》

报告摘要：本文开发了一种用于TCAD仿真的碳化硅MOSFET物理基沟道迁移率模型。该模型综合了偶极子散射、库仑散射、声子散射和表面粗糙度散射机制，并采用封闭形式的方程描述以确保计算效率。基于散射理论的二维迁移率模型通过沟道厚度函数扩展为三维形式。在Synopsys TCAD中的仿真实现表明，该模型与实验测得的电流-电压特性曲线高度吻合。该模型为准确预测和优化碳化硅MOSFET性能提供了可靠且物理自洽的理论框架。

Yasuto HIJIKATA 日本埼玉大学 副教授

演讲主题：《SiC 中氮空位中心的形成及其量子光学性质》

报告摘要：金刚石中的氮空位（NV）中心作为量子材料领域的标志性系统已被广泛研究。然而，当NV中心在碳化硅（SiC）中形成时，会展现出独特的性质。其中一个显著特征是在光通信波段发射单光子，这为光纤网络中的量子密码学及生物系统中的量子传感等应用带来了重要优势。本次报告介绍了碳化硅中NV中心的形成条件与光致发光特性的实验数据，并探讨其未来应用前景。

孙博韬 清纯半导体（宁波）有限公司 首席科学家

演讲主题：《面向AI 数据中心高功率电源的高性能 SiC 芯片产业化进展》

报告摘要：随着碳化硅功率器件产业化进程加速，其每安培成本已具备市场竞争力，为AI数据中心高功率电源应用提供了坚实基础。当前器件性能持续提升，导通电阻显著降低，但面向数据中心百kHz级的高频开关应用，对器件动态损耗、反向恢复及开关鲁棒性提出了更高要求。报告进一步强调，在追求高性能的同时，需高度关注高速开关应力下引发的动态可靠性挑战，包括动态栅极偏置应力和动态反向偏置安全工作区测试中揭示的新失效模式。这些失效涉及界面电荷动态响应导致的阈值电压漂移乃至突然烧毁，需在芯片设计与工艺上进行针对性优化。因此，下一代面向数据中心的高性能碳化硅芯片，需在提升开关速度、降低损耗与确保高动态可靠性之间取得平衡。

曹峻 上海瞻芯电子科技股份有限公司 副总经理

演讲主题：《新能源汽车用碳化硅MOSFET 与可靠性研究》

报告摘要：系统介绍了碳化硅MOSFET在新能源汽车领域的应用与可靠性研究成果。公司产品已批量应用于车载充电机、直流变换器及空调压缩机控制器等部件，并正向主驱逆变器市场拓展。在可靠性方面，瞻芯电子构建了从晶圆制造到封装测试的全流程质控体系，特别针对车规级应用开发了晶圆级老化测试、芯片级雪崩耐量及高温动态测试等筛选方法，并创新性地提出基于阈值电压排序的芯片匹配方案，以提升多芯片并联应用时的一致性。公司拥有自主晶圆厂，量产产品覆盖650V至3300V电压平台，其平面栅MOSFET已通过AEC-Q101认证并实现大规模出货。随着产能提升与技术迭代，瞻芯电子致力于为新能源汽车等高端应用提供高可靠性、高性价比的碳化硅功率器件解决方案。

于金英 理想汽车 博士

演讲主题：《车规级1200V SiC MOSFET 击穿电压离群芯片分析及筛选技术研究》

报告摘要：分享了车规级1200V SiC MOSFET中击穿电压离群芯片的分析与筛选技术研究。在主驱逆变器多芯片并联应用中，发现一类静态参数正常但击穿电压（BV）离散偏低的芯片，其在老化测试中易引发早期失效。分析表明，这类芯片的失效与外延层表面的“pit”缺陷（约200纳米凹坑）强相关，该缺陷会导致电场局部集中，进而触发雪崩失效。针对此问题，研究提出了Delta BV（通过不同电流下击穿电压变化量筛查）与非钳位开关（UIS）测试相结合的筛选方法。实验证明，该方案可有效识别弱芯片，使模块级高温反向偏压（HTRB）失效率降低一个数量级。研究进一步指出，此类pit缺陷可能仅存在于外延表面，建议通过优化外延平坦化工艺从根源上予以消除。该工作为提升车规碳化硅功率模块的可靠性提供了有效的缺陷分析与筛选策略。

Aly Mashaly，VEROTERA创始人兼CEO

演讲主题：《宽禁带技术的先进封装》

报告摘要：宽禁带半导体（如碳化硅与氮化镓）正推动电力电子技术向更高效率、更高开关频率和更紧凑的系统转型，但其潜力的充分发挥需依托超越传统硅基方案的先进封装技术。本次报告中，Verotera重点介绍专为宽禁带器件设计的先进封装进展，聚焦于低电感互连、高温材料及优化热管理的模块架构，以提升开关性能与可靠性。通过电动交通和可再生能源等领域的应用案例，说明创新封装如何直接提升系统效率与可持续性。

郝夏敏 北京智慧能源研究院 高级工程师

演讲主题：《基于神经网络的碳化硅垂直双扩散场效应晶体管性能预测方法》

报告摘要：介绍了基于神经网络的碳化硅垂直双扩散场效应晶体管性能预测方法。面对电力系统对功率半导体在效率、可靠性等方面日益提升的需求，碳化硅器件因其更高的击穿电压、电流密度和工作频率，成为替代硅基器件、简化电路拓扑的关键。为克服传统TCAD仿真耗时过长、多参数耦合分析困难的问题，研究团队引入了机器学习方法。通过构建卷积神经网络模型，实现了对器件I-V特性曲线等电学性能的快速、准确预测，其准确率与泛化能力显著优于简单神经网络。进一步结合SHAP算法，该模型可对多个设计参数进行解耦与耦合影响分析，清晰揭示各参数对器件性能的作用机制。目前，团队正致力于开发可依据目标性能反向推荐器件设计方案的智能模型，并计划引入实测数据以进一步提升预测可靠性，最终实现AI技术对碳化硅功率器件研发效率与成品良率的有效赋能。

郑鹏程 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 助理研究员

演讲主题：《基于碳基压电异质衬底的高性能射频声学滤波器》

报告摘要：分享了基于碳化硅压电异质衬底的高性能射频声学滤波器研究进展。团队通过离子束剥离与键合技术，实现了高质量单晶压电薄膜在碳化硅等衬底上的异质集成，该材料平台在4至8英寸晶圆上已具备量产能力。研究指出，碳化硅衬底凭借高声速、高导热、低射频损耗及优异的载流子特性，能有效约束声学能量、降低机械与电学损耗，从而制备出高Q值、高功率容量和优异热稳定性的滤波器。基于此，团队成功开发了覆盖5G、WiFi 6E乃至X波段的高频宽带滤波器，并在片上实现了多频带与多模式集成，为下一代移动通信与特种应用提供了高性能、小型化的滤波器解决方案。

Seishi Akahori 日本Toray Research Center助理研究员

演讲主题：《二次离子质谱法对SiC 中杂质的表征》

报告摘要：碳化硅（SiC）器件因其能在高压高温条件下工作，被公认为极具前景的下一代功率器件，但其结构与杂质的精细分析仍存在挑战。二次离子质谱是获取硅、碳化硅、氮化镓及III-V族化合物等多种材料中杂质与掺杂分布的重要技术，然而其分析常受样品形状、层状结构及分析区域尺寸等因素限制，动态二次离子质谱通常仅用于简单的深度分析。本研究通过应用飞行时间二次离子质谱和纳米二次离子质谱等高分辨率技术，并结合特殊样品制备方法改进动态二次离子质谱，实现了以往难以观测的横截面结构与掺杂分布的可视化。通过对实际碳化硅器件的分析，获得了关于制造工艺引起的掺杂扩散行为的新认知。这些发现有助于提升器件可靠性并优化制备工艺，同时也为拓展二次离子质谱技术的应用提供了新的可能。

龚瑞骄 TrendForce化合物半导体 分析师

演讲主题：《SiC 功率半导体市场趋势与产业格局》

报告摘要：宽禁带半导体技术正加速发展，碳化硅作为核心材料，通过在高压、高频场景的性能优势，已在电动汽车、光伏储能等领域确立领导地位，并正向数据中心等新兴市场扩展。预计2030年全球SiC功率器件市场规模将增至约164亿美元。技术演进上，晶圆尺寸正从6英寸向8英寸过渡，预计2030年8英寸份额将突破20%。供应链呈现垂直整合趋势，中国企业在衬底等环节进步显著，市场份额快速提升，并积极投资模组封装与芯片设计，推动产业链自主化。此外，AI数据中心向800V高压直流架构转型，为SiC器件带来了关键的增长机遇。