今日，东芝电子发布消息称：东芝电子元件及存储装置株式会社已开发出“X5M007E120”，这是一款用于汽车牵引逆变器的裸片1200V 碳化硅 (SiC) MOSFET，具有创新结构，可实现低导通电阻和高可靠性。测试样品现已发货，供客户评估。
东芝：X5M007E120，一款用于汽车牵引逆变器的裸片 1200V 碳化硅 (SiC) MOSFET 具有创新结构，可实现低导通电阻和高可靠性根据东芝披露的信息，正常在反向传导操作期间,当 SiC MOSFET 的体二极管双极通电时，典型 SiC MOSFET 的可靠性会因导通电阻增加而降低。东芝 SiC MOSFET 通过在 MOSFET 中嵌入肖特基势垒二极管 (SBD) 来停用体二极管的器件结构缓解了这一问题，但将 SBD 放置在芯片上会减少可用于决定 MOSFET 导通操作电阻的通道的面积，并增加芯片的导通电阻。X5M007E120 中嵌入的 SBD以方格图案排列，而非通常使用的条纹图案，这种排列可有效抑制器件体二极管的双极通电，同时将单极操作的上限提高到电流面积的大约两倍，即使占用相同的 SBD 安装面积。通道密度也相对于条纹阵列有所提高，并且单位面积的导通电阻较低，降低了约 20% 至 30% 。这种改进的性能、低导通电阻，同时保持了对反向传导操作的可靠性，将节省用于电机控制的逆变器（例如汽车牵引逆变器）的能源。降低 SiC MOSFET 的导通电阻会导致短路时过量电流流过 MOSFET，从而降低短路耐久性。增强嵌入式 SBD 的导电性以提高反向传导操作的可靠性也会增加短路时的漏电流，从而再次降低短路耐久性。新型裸片具有深屏障结构，可抑制短路状态下 MOSFET 中的过量电流和 SBD 中的漏电流，从而提高其耐久性，同时保持出色的反向传导操作可靠性。用户可以定制裸片以满足其特定的设计需求并实现其应用的解决方案。东芝预计将于2025年提供X5M007E120的工程样品，并于2026年开始量产，同时将探索对器件特性的进一步改进。东芝将为客户提供更易于使用、性能更高的功率半导体，用于电机控制的逆变器和电动汽车的电源控制系统等对能源效率至关重要的领域，为实现脱碳社会做出贡献。恰好在刚刚，三菱电机官微也发布消息称：三菱电机开始提供用于xEV的SiC-MOSFET裸片样品。
（左）用于xEV的SiC-MOSFET晶圆（示意图）
（右）用于xEV的SiC-MOSFET裸片布局（出货样品示意图）
三菱电机集团称，公司将于11月14日开始提供用于电动汽车（EV）、插电式混合动力汽车（PHEV）和其他电动汽车（xEV）电驱逆变器的碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）裸片样品。
这是三菱电机首款标准规格的SiC-MOSFET功率半导体芯片，将助力公司应对xEV逆变器的多样化需求，并推动xEV的日益普及。这款用于xEV的新型SiC-MOSFET裸片结合了特有的芯片结构和制造技术，有助于提升逆变器性能、延长续航里程和提高xEV的能源效率，为脱碳目标做出贡献。
三菱电机于1997年开始量产用于xEV的功率半导体模块，为提高包括热循环耐性在内的可靠性和解决逆变器小型化问题做出了贡献，并已应用于各种电动汽车（EV）和混合动力电动汽车（HEV）。2024年3月，该公司开始供应J3系列xEV功率半导体样品，该系列产品采用最新压注模（T-PM）技术实现小型化设计，在汽车市场得到广泛应用。根据三菱电机披露的消息称，公司此次发布的新型功率半导体芯片是一种特有的沟槽栅SiC-MOSFET，与传统的平面栅SiC-MOSFET相比，其功率损耗降低了约50%。特有的制造技术，如抑制功率损耗和导通电阻波动的栅极氧化膜工艺，让新款芯片更加耐久稳定，以及采用倾斜离子注入替代传统的垂直离子注入，将进一步降低开关损耗。》》主驱碳化硅芯片竞争加剧
不管你是否关注，最近几年汽车发布会上几乎都会提到碳化硅。自从碳化硅技术引入到电驱中，就如同给这颗心脏注入了一剂强心针，让电驱逆变器瞬间扭矩更大，效率更高，尺寸更小，车重更轻，续航更长。
随着800V高压SiC平台逐渐成为主流，市场增长势头明显。根据InSemi的数据，截止到2024H1累计发布的碳化硅车型中，800V比例超过65%，目前绝大部分车企都已发布800V的车型，目前看几乎所有800V车型都在主驱中应用了碳化硅芯片。
*来源：InSemi碳化硅市场季度追踪报告
虽然市场一直在增长，但是一个有趣的点是：当前能用碳化硅的车型，已经都在使用碳化硅了，市场的增量空间还需要向更低价格的A级车或是更高价格的混动车型持续扩容。
*来源：InSemi季度追踪报告
近两年由于海外汽车市场发展持续未达预期，碳化硅芯片的竞争主战场一直在中国市场，海外芯片厂商对华车企可谓是已经做到“本土化服务”，不论是在技术迭代还是价格亦或是售前售后服务上，都可以及时匹配车企的需求，这也是当前装车的碳化硅芯片仍大比例使用欧美国家主流大厂产品的主要原因。
作为功率半导体的强国，日本企业也十分看好碳化硅产品未来发展趋势，罗姆、富士、东芝、三菱、瑞萨、电装等公司均在过去几年内做出了产品及产能的规划，特别是在8英寸碳化硅晶圆的规划上，日本企业的进度并不落后于欧美国家芯片大厂，据悉，罗姆、瑞萨、东芝等都计划于2025年就将晶圆尺寸切换到8英寸。所以选在这个时候推出裸芯片产品也是情理之中！
可以预见的是，未来一段时间内，主驱碳化硅芯片的市场竞争进一步加剧，而国产碳化硅芯片厂商更需要沉下心来打磨产品，加强产业链合作，拓宽销售渠道，加强技术服务来应对日益激烈的市场竞争环境。
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