随着各大制造商推进其技术，并进一步投资于平面、沟槽和混合拓扑结构以满足广泛的功率应用需求，碳化硅(SIC) mosfet市场迎来了重要的产品发布。

本文是探讨不同已提出的碳化硅MOSFET架构系列文章的第2部分。第1部分探讨了碳化硅晶体管架构及其独特特性，并分析了它们的优势和设计考量。第2部分将讨论领先碳化硅器件制造商在2025年的最新创新和产品发布，提供关于当前最先进碳化硅技术的最新视角。

Wolfspeed的平面型MOSFET

1月，Wolfspeed推出了其第四代(Gen 4)MOSFET技术平台，提供750V、1200V和2300V电压等级，涵盖功率模块、分立器件和裸芯片产品。该第四代平台优化了Wolfspeed的平面技术，专注于提高实际工作条件下的整体系统效率，据称在工作温度下导通电阻可降低高达21%，开关损耗降低15%。它还提供了宽泛的安全裕度，短路耐受时间高达2.3 µs。

ROHM的沟槽栅MOSFET

作为沟槽栅碳化硅MOSFET的先驱，ROHM Semiconductor在2025年宣布计划完成其第五代碳化硅MOSFET生产线的建设，同时加速其第六代和第七代器件的市场推广。

今年，ROHM开始批量生产其采用TOLL(TO-无引线)封装的SCT40xxDLL系列650V碳化硅MOSFET(图1)。与提供相似额定电压和导通电阻的传统TO-263-7L封装相比，新的TOLL封装的热性能提升了约39%。

图1

这种增强的散热能力使得器件即使外形紧凑、高度较低，也能处理高功率水平。因此，它们非常适合工业应用，例如服务器电源和储能系统(ESS)，在这些应用中，不断提升的功率密度和对纤薄元件的需求正推动产品进一步小型化。该系列包括六种型号，导通电阻值从13 mΩ到65 mΩ不等。

英飞凌的JFET和基于沟槽的SJ MOSFET

2025年5月，英飞凌科技股份公司推出了其CoolSiC™ JFET技术。新器件的特点是传导损耗低、关断行为可控且稳健性高，适用于固态保护和配电功能。

诸如短路耐受能力、线性模式工作期间的热稳定性以及精确的过压控制等特性，有助于实现可预测且可靠的操作。CoolSiC JFET适用于工业和汽车应用，包括固态断路器(SSCB)、AI数据中心热插拔电路、电子保险丝(eFuse)、电机软启动器、工业安全继电器和汽车电池断开系统。

第一代CoolSiC JFET采用Q-DPAK顶部冷却封装，具有低导通电阻，750V器件的导通电阻起始值低至1.5 mΩ，1200V器件为2.3 mΩ，可显著降低传导损耗。凭借其针对体沟道优化的设计，该碳化硅JFET还对短路应力和雪崩失效条件具有很强的稳健性。

英飞凌还通过新增产品扩展了其现有的CoolSiC™产品组合，例如采用顶部冷却(TSC)TOLT封装的400V和440V G2器件、具有超低导通电阻(低至4mΩ)的750V G2、支持顶部和底部双重散热的650V G2，以及采用顶部冷却Q-DPAK封装的1200V G2。

关于新兴架构，英飞凌今年推出了其基于沟槽的碳化硅超结(TSJ)技术。该平台将沟槽结构与超结概念相结合，提供更高的功率密度和效率，目标应用包括电动汽车、可再生能源系统和工业功率转换等要求严苛的领域。

采用TSJ技术的首个产品将是一款采用英飞凌ID-PAK封装的1200V碳化硅器件(图2)，专为汽车牵引逆变器优化。

图2

意法半导体的第四代平面MOSFET

意法半导体(STMicroelectronics)在其第四代碳化硅MOSFET技术方面也取得了重大进展。ST在2024年完成了750V器件的认证，不久之后又完成了1200V等级器件的认证(预计认证将于2025年第一季度完成)。

第四代技术特别针对中端和紧凑型电动汽车(超越高端车型)的牵引逆变器进行了优化。第四代碳化硅MOSFET提供了比前几代更低的导通电阻，降低了传导损耗并提高了系统效率。相较于第三代器件，其平均芯片尺寸也减少了约12-15%。

在第四代产品上，ST仍然坚持平面架构。据该公司称，这一决定是基于平面技术尚未达到其技术极限，而沟槽技术涉及更复杂的制造工艺。展望未来，ST可能会探索超结(SJ)技术，作为目前使用的平面功率器件的替代方案。

Navitas的TAP MOSFET

今年，纳微半导体(Navitas Semiconductor)推出了一系列基于其专有沟槽辅助平面(TAP)技术的新解决方案。该系列产品包括最新的650V和1200V TAP碳化硅MOSFET，采用优化的HV-T2PaK顶部冷却封装。这些创新共同实现了业内领先的6.45 mm爬电距离，确保符合针对高达1200V应用的国际电工委员会(IEC)标准。

HV-T2PaK碳化硅MOSFET(图3)旨在提高功率密度和效率，同时增强热性能，并简化板级设计和制造的复杂性。这些器件适用于广泛的高功率应用，包括电动汽车车载充电器和DC-DC转换器、数据中心电源、住宅太阳能逆变器和储能系统、电动汽车直流快速充电器以及暖通空调(HVAC)电机驱动。

图3

此外，Navitas推出了业内首个资格认证基准"AEC-Plus"，它代表了对组件的测试要求超过了现有AEC-Q101和JEDEC标准。该举措突显了Navitas对碳化硅功率MOSFET的优先考虑，旨在满足安全关键应用对可靠性的要求。

安森美的平面MOSFET

安森美(onsemi)提供基于先进平面碳化硅技术(如M3e世代)构建的EliteSiC™ MOSFET产品线。安森美致力于完善传统平面结构，以平衡可靠性、长期稳定性和电气性能。

最近，安森美宣布其EliteSiC MOSFET提供业界标准的T2PAK顶部冷却封装(图4)，这是一种非常适合汽车和工业市场的功率封装解决方案。T2PAK提供了改进的热性能和更大的设计灵活性，满足了电动汽车、太阳能基础设施和储能系统等领域高功率、高电压应用的需求。

图4

最新的产品组合包括650V和950V的EliteSiC MOSFET。首批器件已向主要客户发货，更多产品计划于2025年第四季度及之后推出。

博世的双通道沟槽栅MOSFET

博世(Bosch)为其碳化硅MOSFET开发了一种专有元胞结构，称为"双通道沟槽栅"(图5)。沟槽下方的深p型屏蔽层允许对JFET区域进行精确调节。

该设计旨在最小化阻断状态下的电场应力。因此，该MOSFET可以安全地处理更高的过压瞬态，从而实现更快的开关速度并降低开关损耗。

图5

博世还开发了一种创新的沟槽刻蚀工艺，能够生产具有高精度垂直结构的沟槽栅碳化硅MOSFET，这些结构刻蚀在晶圆材料中。该工艺提高了器件的功率密度，同时降低了能耗。

三菱的沟槽MOSFET

2024年底，三菱电机株式会社透露计划开始提供用于电动汽车(EV)、插电式混合动力汽车(PHEV)和其他电动化汽车(xEV)驱动电机逆变器的碳化硅(SiC)MOSFET裸芯片样品(图6)。

图6

新推出的功率半导体基于三菱电机的专有沟槽型碳化硅MOSFET架构，称为V型槽结构，与传统的平面碳化硅MOSFET设计相比，可将功率损耗降低约50%。

通过利用内部制造技术，如先进的栅氧化层工艺(可最大程度地减少功率损耗和导通电阻的波动)，该器件提供了增强的长期稳定性，有助于提高逆变器的耐用性和xEV的整体性能。

丰富的碳化硅生态系统

每家碳化硅制造商都将其赌注押在其选择的碳化硅晶体管拓扑结构上，通常涉及专有设计和/或生产工艺。这些技术旨在应对碳化硅常见的高压应用领域，包括电动汽车牵引逆变器、可再生能源系统和工业功率转换。