2026年,SiC MOSFET技术路线出现明显分化:三菱、博世押注沟槽,Wolfspeed、意法、安森美坚守平面。对SST整机厂来说,选哪条路线不是技术问题,是供应链安全问题。

SiC MOSFET是SST的"心脏"。一台1MW级SST里,几十颗甚至上百颗SiC芯片在10-100kHz的频率下反复开关,把10kV交流变成800V直流。这些芯片的性能、成本、可靠性,直接决定了SST整机的效率、体积和价格。

2026年,SiC MOSFET的技术路线出现了一个过去几年不太明显的分化:沟槽(Trench)结构和平面(Planar)结构,开始走向"各立山头"。

一、平面和沟槽:到底差在哪里

先说基本原理。MOSFET的"沟道"是电流从源极流向漏极的通道。平面结构的沟道在晶圆表面水平延伸,沟槽结构的沟道在刻蚀出的沟槽侧壁垂直延伸。

平面结构的优势:工艺成熟、良率高、可靠性数据积累深。Wolfspeed从Gen1到Gen5全是平面结构,意法半导体的CoolSiC也是平面,安森美的EliteSiC同样是平面。这三家加起来占全球SiC MOSFET出货量的60%以上。

沟槽结构的优势:单位面积导通电阻(RDS(on)×A)更低。沟槽把沟道"竖起来",同样的芯片面积能塞进更多沟道,导通电阻天然比平面低20%-30%。三菱电机2024年发布的第4代沟槽SiC MOSFET,RDS(on)做到了同代平面产品的70%。博世收购TSI后也在推沟槽方案。

劣势也明确:沟槽结构的刻蚀工艺复杂,沟槽底部的电场集中效应需要精细的屏蔽设计,否则栅极氧化层容易被击穿。良率比平面低5-10个百分点,可靠性数据积累也浅得多。

一句话总结:平面是"稳",沟槽是"狠"。平面良率高、数据多、供应链成熟;沟槽性能强、但工艺难、验证浅。

二、对SST的具体影响

SST整机厂选SiC,看的不是"谁的参数表最漂亮",而是"谁在我的工况下最可靠、最便宜、最稳定供货"。

效率层面:沟槽SiC的RDS(on)低20%-30%,说明同等电流下导通损耗低20%-30%。对SST的DAB隔离级来说,导通损耗占总损耗的40%-50%,沟槽SiC能把整机效率提升0.3-0.5个百分点。从98.0%到98.5%,看着不多,但对1MW设备来说,每年省下的电费差1-2万元。

开关损耗层面:沟槽和平面差异不大。开关损耗主要取决于器件的寄生电容和驱动能力,和沟道结构关系不大。Wolfspeed的Gen5平面SiC在开关损耗上已经做到了极高水平(Eoff降低25%),沟槽在这个维度没有明显优势。

可靠性层面:平面完胜。Wolfspeed的平面SiC在车规级应用里跑了超过10亿颗·小时,失效率数据充分。沟槽SiC的大规模可靠性数据还在积累中——三菱的沟槽SiC在工业级应用里验证了3-4年,但车规级和电力级的长期数据还不够。对SST这种"十年不坏"的设备,可靠性数据的权重远大于参数表上的0.3%效率差。

成本层面:2026年,沟槽SiC的单价比同规格平面SiC贵15%-25%(良率低+工艺复杂)。但这个价差在缩小——博世的8英寸沟槽线如果2027年良率拉到85%以上,成本差距会收窄到10%以内。


▲图1|平面与沟槽SiC八个维度对比:沟槽性能更强,但良率与验证深度仍落后(数据来源:正文一、二节)

三、谁在押注哪条路线

平面阵营(2026年主流):

Wolfspeed:Gen5平台,全域功率覆盖(650V-3.3kV),8英寸原生。平面结构的"技术天花板"被它推到了最高。

意法半导体(ST):CoolSiC系列,车规级出货量全球第一,平面+银烧结封装。

安森美(onsemi):EliteSiC,主打车规和工业级,平面结构。

英飞凌(Infineon):CoolSiC MOSFET,平面为主,但也在研发沟槽(未量产)。

沟槽阵营(2026年挑战者):

三菱电机:第4代沟槽SiC MOSFET,3.3kV/6.5kV高压等级有独特优势。在电力级应用(SST电网侧)有天然匹配度。

博世:收购TSI后推沟槽方案,8英寸产线2026年目标批量出货。车规级定位。

罗姆(ROHM):第4代沟槽SiC,在日本市场有强势地位。

基本半导体(BASIC):国产SiC,平面为主但也在跟进沟槽研发。

一个关键观察:高压等级(3.3kV以上)是沟槽的"甜蜜区"。SST电网侧整流级需要3.3kV甚至6.5kV器件,这个等级上沟槽的性能优势更明显(高压器件的导通电阻占比更大)。三菱在3.3kV/6.5kV沟槽SiC上的积累,对MW级SST有直接价值。


▲图2|2026年SiC MOSFET两大阵营与代表厂商,3.3kV以上是沟槽的甜蜜区(数据来源:正文第三节,各厂商公开产品信息)

四、SST整机厂的选型逻辑

对台达、金盘、科润这些SST整机厂来说,SiC选型不是"选最好的",是"选最安全的"。

"安全"有三层含义:

供货安全。你的SiC供应商能不能在未来5年稳定供货?Wolfspeed的财务状况让人担忧,但它的8英寸产能是确定的。博世有钱、有制造经验,但SiC长晶经验浅。三菱的SiC产能主要自用(做功率模块),外供比例有限。

技术安全。你的SiC供应商能不能在你需要的时候提供技术支持?驱动匹配、并联均流、短路保护——这些需要器件厂和整机厂联合调试。Infineon的"芯片+驱动+参考设计"打包方案,对整机厂来说最省心。

认证安全。你的SiC器件有没有通过目标市场的认证?车规级(AEC-Q101)、电力级(IEC 62800)、UL认证——这些认证周期以年计。换一个SiC供应商,代表重新跑一遍认证。

基于这三层"安全",2026年大部分SST整机厂的选型策略是:平面SiC为主力(Infineon/Wolfspeed/ST),沟槽SiC做验证储备(三菱/博世)。不会在量产产品里贸然切换到沟槽,除非沟槽的可靠性数据在2027-2028年追平平面。

五、2027-2028年的变量

两条路线的竞争格局,在2027-2028年可能出现转折。

变量一:博世8英寸沟槽线的良率。如果博世2027年把8英寸沟槽SiC良率拉到85%以上,成本差距收窄到10%以内,沟槽的"性价比劣势"就消失了。届时,沟槽的性能优势(RDS(on)低20%-30%)会成为决定性因素。

变量二:三菱3.3kV沟槽SiC的电力级认证。如果三菱的3.3kV沟槽SiC在2027年通过电力级可靠性认证(10年寿命验证),MW级SST的电网侧整流级会倾向于用沟槽——因为这个等级上沟槽的性能优势最大。

变量三:中国厂商的路线选择。天岳、天科合达的衬底是"路线中立"的——平面和沟槽都用同一种衬底。中国器件厂(基本半导体、斯达、比亚迪半导体)选哪条路线,取决于谁的设计IP更容易获取。平面结构的专利壁垒相对低(Wolfspeed的核心专利已过期),沟槽结构的刻蚀工艺know-how更封闭。

六、国产厂商的位置:路线分化里的卡位

国产SiC在这场路线分化里的站位,值得单独说。能量产沟槽SiC MOSFET的企业,此前全球只有罗姆(双沟槽)、英飞凌(半包沟槽)等少数几家;国产阵营里,芯粤能已完成第一代SiC沟槽MOSFET工艺平台开发,旗下芯片推进上车验证——这是国产沟槽从实验室走向工程化的一个实打实的信号。但整体看,国产SiC器件仍以平面结构为主,沟槽的刻蚀工艺与可靠性积累还在早期。

对SST整机厂来说,国产器件的真正机会在高压段。1200V等级的平面SiC已经充分竞争、价格透明,国产替代拼的是成本与交付;而3.3kV以上的高压器件,供给本来就稀缺,SST电网侧的需求又在起量——这正是国产厂商可以卡位的地带。三菱、博世的高压沟槽产能主要自持,外供有限,留出来的空档不会一直在。

路线之争对国产厂商的启示很朴素:不必追最先进的结构,先占住最缺货的等级。

七、一些判断

短期(2026-2027年),平面SiC仍是SST的绝对主力。可靠性数据、供应链成熟度、成本——三个维度平面都占优。沟槽SiC在SST里的渗透率不超过10%。

中期(2028-2030年),沟槽SiC在高压等级(3.3kV以上)的渗透率会快速提升。MW级SST的电网侧整流级,可能从"全平面"变成"沟槽为主、平面备份"。但在1200V等级(DAB隔离级),平面仍然够用,切换动力不强。

长期来看,两条路线不会"你死我活",而是"各占一段"。平面守住1200V以下的"量",沟槽拿下3.3kV以上的"质"。对SST整机厂来说,最理想的供应链是"两条腿走路"——1200V用Infineon/Wolfspeed的平面,3.3kV用三菱/博世的沟槽。

SiC的路线之争,对SST整机厂来说不是"选A还是选B",是"A和B各用在哪个位置"。心脏只有一颗,但心脏的每个腔室可以用不同的材料。


▲图3|一张图看懂本文逻辑:从原理差异、阵营格局到选型逻辑与终局判断(数据来源:正文一至六节,判断部分为作者观点)

你觉得沟槽SiC什么时候能在SST里成为主流?国产SiC厂商应该押注哪条路线?评论区聊聊。


信息来源:硅基质变观察者

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