CSPSD2025｜众专家学者共话硅、碳化硅器件及其他高压功率器件进展

摘要：从硅到宽禁带半导体材料，不断提升性能和应用范围，推动半导体行业的不断进步。技术创新驱动性能迭代，国产碳化硅器件的市场应用也已从单一领域向多行业扩展，碳化硅产业链正加速国产化替代进程，展现出强劲的发展潜力和市场竞争力。随着材料科学和制造工艺的持续进步，功率半导体

从硅到宽禁带半导体材料，不断提升性能和应用范围，推动半导体行业的不断进步。技术创新驱动性能迭代，国产碳化硅器件的市场应用也已从单一领域向多行业扩展，碳化硅产业链正加速国产化替代进程，展现出强劲的发展潜力和市场竞争力。随着材料科学和制造工艺的持续进步，功率半导体器件将进一步迈向高性能、高可靠性的境界。GaN和SiC材料的应用将更加广泛。

5月23-24日，2025功率半导体器件与集成电路会议（CSPSD 2025）于南京召开。本次会议由第三代半导体产业技术创新战略联盟（CASA）指导，南京邮电大学、极智半导体产业网（www.casmita.com）、第三代半导体产业共同主办。南京邮电大学集成电路科学与工程学院（产教融合学院）、北京麦肯桥新材料生产力促进中心有限公司承办。电子科技大学、南京邮电大学南通研究院、苏州镓和半导体有限公司、扬州扬杰电子科技股份有限公司、北京国联万众半导体科技有限公司、ULVAC爱发科集团等单位协办。

CSPSD2025平行论坛1

硅、碳化硅器件及其他高压功率器件

会议现场

其中，“硅、碳化硅器件及其他高压功率器件”分会围绕硅基功率器件与集成技术、碳化硅功率器件与集成技术、模组封装与应用技术等主题，来自产业链相关专家、高校科研院所及知名企业二十余位报告人共同深入探讨，追踪最新进展。浙江大学电气工程学院研究员王珩宇，复旦大学智能机器人与先进制造创新学院副教授刘盼，中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员程新红，西安理工大学教授、国际合作处处长杨媛受邀共同主持了本次分会。

特邀主持人

王珩宇--浙江大学电气工程学院研究员

刘盼--复旦大学智能机器人与先进制造创新学院副教授

程新红--中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员

杨媛--西安理工大学教授、国际合作处处长

主题报告嘉宾

刘欣宇--江苏超芯星半导体有限公司创始人兼董事长

江苏超芯星半导体有限公司创始人兼董事长刘欣宇做了”破界·赋能·引领——化学气相法碳化硅衬底技术创新开启未来产业新纪元“的主题报告。分享了SiC用于射频器件，光学器件-AR眼镜，量子技术，量子互联网络建设，量子中继器的功能需求，SiC色心控制，SiC用于光催化水分解，SiC的带隙调控等方面的进展。报告指出，HTCVD原料中没有N原子，可以更高效的制备半绝缘SiC衬底。HTCVD可有效减少杂质原子，降低内部缺陷浓度，减少材料的光散射/吸收，提高透光率。

杜丰羽--西安电子科技大学

西安电子科技大学杜丰羽做了”高性能SiC功率器件关键技术研究进展“的主题报告，报告介绍了包括高性能平面和Trench 栅型SiC功率MOSFET等代表性器件的现状和最新进展，讨论高性能SiC功率器件关键性能提升和可靠性等方面热点问题，旨在通过关键工艺技术和芯片结构的创新，提高器件的综合性能和长期可靠性。报告显示，研究采用钨基金属体系，开发出可用于500℃环境长时工作的新型SiC欧姆接触。对器件进行大规模阵列化探索。设计并制备8 X 8 64位图形传感器阵列。可实现500℃环境下的的成像功能。

邢卫兵--通富微电子股份有限公司通富研究院Power技术中心负责人

通富微电子股份有限公司通富研究院Power技术中心负责人邢卫兵做了“新能源时代的封测技术与趋势”的主题报告，分享了汽车半导体封装最新趋势等。报告指出，汽车电子短期内依靠新能源车普及所带来的动力电子化，其中功率半导体和车载MCU首先获益。新能源车中功率半导体芯片使用量对比燃油车接近翻番，而随着高压、高功率应用平台的使用，功率模块将成为核心，包括IGBT模块，以及具备耐高温、高压、低功耗的第三代半导体SiC、GaN的应用。

王帅--北京国联万众半导体科技有限公司

北京国联万众半导体科技有限公司王帅做了“SiC电力电子芯片技术与SiC基GaN射频芯片技术进展”的主题报告，分享了相关进展。报告指出，国联万众主要在晶圆加工和模块封装测试进行布局，具备完善的6英寸SiC功率芯片量产生产线，8英寸芯片研发线也将在2025年第四季度完成升级通线。GaN射频芯片是基于GaN材料制造的高频高功率半导体芯片，广泛应用在通信、干扰、加热，电子战等领域。目前在通信行业主要发展方向为高频高效率，在射频能源应用主要发展方向为高压大功率，射频电源应用方向主要为低频大功率。国联万众作为国内SiC基GaN的重要供应商，在以上领域已有全面布局，并进行大批量供货。

3D集成技术通过垂直堆叠与多维互联，进一步突破传统平面器件的性能瓶颈，推动宽禁带半导体在能源、通信、国防等领域的革新应用。中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员程新红做了“宽禁带半导体3D集成技术”的主题报告，报告围绕材料异质集成、器件3D集成与功能模块3D集成三大方向展开分析。报告指出，宽禁带半导体3D集成技术正从单点突破向系统化发展迈进，但异质界面质量控制、热应力调控及成本优化仍是关键挑战。未来需结合新型材料、先进工艺与异质融合架构，推动宽禁带半导体在AI计算、新能源汽车、航空航天等领域的规模化应用。

章文通--电子科技大学教授

电子科技大学教授章文通做了“基于电荷场调制机理的高温高压车规SOI BCD技术”的主题报告，分享了电荷场调制机理、高温高压SOI超结BCD技术等研究成果。研究将功率半导体器件电场分解为电离电荷产生的电荷场和外加电势产生的电势场，从而将功率半导体优化的本质归结为电荷场对电势场的调制。研究有效解决了传统平衡超结因高剂量引起的PN结提前击穿问题，显著提升了器件性能。

张春伟--济南大学信息科学与工程学院教授

场板技术是高压器件设计中广泛使用的电场优化技术，因为它与制造工艺完全兼容。济南大学信息科学与工程学院教授张春伟做了“场板技术中的电场调制机制研究：基于电荷的视角”的主题报告，分享最新研究成果。其中，为了控制感应电荷密度，研究提出了沿源极到漏极方向宽度逐渐减小的三维场板（3D-VDFP）。此外，提出了一种由感应板和调节板组成的新型超场板（SuFP）。基于500V LIGBT的实验结果表明，所提出的超场板实现了电荷平衡和均匀的电子传输

代玙璇--南京邮电大学博士

南京邮电大学博士代玙璇做了“智能TCAD技术—AI赋能微纳电子器件的仿真、建模与设计”的主题报告，分享了相关研究成果。报告显示，针对仿真技术，采用机器学习可实现预测精度> 95%, 预测速度提升了106 ；针对建模技术，物理模型的引入可进一步优化训练数据量；建模难度大幅度降低，预测精度> 95%；针对设计技术，可自动实现满足目标性能的要求，无人工干预，预测误差

李道会--北京昕感科技（集团）副总，功率模块事业部负责人

北京昕感科技（集团）副总、功率模块事业部负责人李道会做了“面向车规应用的功率之”芯”SiC及封装技术挑战”的主题报告，报告指出，车规主驱应用对于碳化硅器件设计制造技术，以及碳化硅封装技术的设计-工艺-材料-电性能及可靠性等方面提出了更具挑战性的要求，需要碳化硅从业者面对挑战，与车企高度配合形成技术产品闭环。

王鹤鸣--爱发科（苏州）技术研究开发有限公司研究员

爱发科（苏州）技术研究开发有限公司研究员王鹤鸣做了“面向功率器件制造的先进离子注入解决方案：集成工艺与创新”的主题报告，分享了面向碳化硅离子注入、IGBT离子注入、GaN器件离子注入的技术方案。报告指出，IGBT、碳化硅MOSFET等功率器件需精确控制掺杂以优化载流子迁移率、击穿电压及热稳定性。传统掺杂工艺在碳化硅（SiC）材料中面临极端硬度与高温处理需求的双重限制。尽管离子注入已成为主流技术，但在生产效率（如SiC器件）、缺陷控制及能量可扩展性方面仍存在显著挑战。

彭燕--山东大学教授

山东大学教授彭燕做了“基于金刚石/碳化硅新型异质散热结构的器件应用研究”的主题报告，报告系统探讨了SiC/金刚石异质结构界面的应力演变特征。揭示了不同温度和厚度条件下金刚石膜的应力分布规律及其影响机制。通过将实验数据与有限元仿真结果进行对比，证明基于温度修正的应力计算方法是评估多层系统热应力的有效手段，为相关器件的设计和优化提供了重要的理论依据和实践指导。

董刚--中国电子科技集团公司第四十六研究所

中国电子科技集团公司第四十六研究所董刚做了“金刚石材料研究进展”的主题报告，分享了国内外研究进展以及46所研究进展。报告显示，金刚石多晶在散热领域的应用，面临着大尺寸金刚石多晶的加工、金刚石与其他材料的界面问题、成本问题等挑战。金刚石单晶面临着大尺寸、高质量单晶的批量研制、金刚石单晶的加工问题；金刚石的n型掺杂问题等。报告指出，以金刚石作为散热材料解决GaN等典型功率器件的散热问题，面临材料、成本、技术等多重挑战，但是随着技术进步和产业链的逐渐成熟，有望在未来5-10年内实现规模化应用，成为高功率器件的主流解决方案。

喻俊峰--江南大学

江南大学喻俊峰做了“高性能宇航级SGT功率器件与辐照模型研究”的主题报告，分享了SGT MOS辐照现象及机理、新型SGT MOS辐照加固设计等研究进展。报告显示，研究定性给出SGT MOSFET总剂量辐照在OFF态下由电荷失衡主导，ON态下由DIBL效应主导的失效机理，并建立了较完善的辐照失效模型；创新地提出降低辐照电荷敏感点的关键技术，进而开发抗辐照加固关键工艺，建立了相关电荷辐照模型；研制满足同时满足ON/OFF TID 100 Krad、150 Krad指标的30 V抗辐照G2-SGT新器件，有利地支持后续的抗辐照SGT器件研究。

浙江大学电气工程学院研究员王珩宇做了“碳化硅功率器件空间电荷补偿技术”的主题报告，探讨碳化硅超级结器、碳化硅浮岛结器件研究进展。报告指出，SiC功率器件性能逐渐接近了其一维理论极限，进一步降低电阻和功率损耗遇到了技术瓶颈，超级结和浮岛结技术通过空间电荷补偿，可以实现高效电场分布，进而突破SiC器件一维电阻极限。SiC超级结和浮岛结技术都分别提高了碳化硅器件的性能，并成功实现了一维极限的突破。SiC超级结和浮岛结系列器件的性能尚未兑现其理论性能优势，未来有希望将呈倍数级提升器件性能（功率品质因数FOM），并实现产业化。SiC超级结器件的动态特性、可靠性有待深入研究。

朱正宇--炽芯微电子科技（苏州）有限公司董事长&总经理

炽芯微电子科技（苏州）有限公司董事长&总经理朱正宇做了“功率器件封装技术的发展及展望”的主题报告，分享市场驱动与功率器件封装技术趋势与现代封装技术的关键突破。报告指出，随着对功率密度的追求和性价比的提升，新一代器件的诞生必将需要相匹配的功率器件封装技术；封装制约着器件的应用，应该重视封装技术的发展以发挥新一代器件的特性优势；导热和散热结构和材料的创新迭代是新一代器件发展应用的关键；功率封装的设计需要经大数据和智能化加持的设计工具包（EDA）；新一代器件及其封装的可靠性评价方法和标准需要结合实际的应用不断发展完善。

任海--北京智慧能源研究院

功率器件结温的准确提取是其状态监测、可靠性评估和健康管理的重要基础。北京智慧能源研究院任海做了“基于正向压降表征的碳化硅MOSFET结温测量方法研究”的主题报告，分享了温敏参数及校温曲线系统评估、碳化硅MOSFET模块测试验证等研究进展。报告指出，碳化硅MOSFET栅氧界面态缺陷密度高，需要对温敏参数及对应校温曲线开展稳定性、重复性、温敏性的系统评估。提出基于导通压降VDS的短脉冲大电流结温测量方法，可用于并联SBD芯片的碳化硅MOSFET模块结温测量。通过与红外热成像方法和电学方法的比较，验证了所提出的测量方法的准确性，碳化硅MOSFET模块的热阻（Rth）重复性测量误差小于3%，与红外法相比，结温（Tj）测量的误差约为1%。碳化硅器件的结温测量相比硅器件面临更多挑战，可满足实际应用需求的温敏参数较少，亟需研究新的结温测量方法和测量技术。

刘宇--南京邮电大学教授

南京邮电大学教授刘宇做了“可调节栅级辅助LIGBT实现Von与Eoff的更优平衡研究”的主题报告。报告围绕研究背景、结构设计、实验+仿真验证、原理分析及结果讨论做了介绍。报告介绍，目前器件角度还只处于仿真阶段，如何从工艺角度实现并应用需要继续摸索。铁电非易失特性还有更多可以发掘的地方，同时非易失特性在功耗方面可能存在优势可以探索。

李士颜--南京第三代半导体技术创新中心有限公司研发总监

南京第三代半导体技术创新中心有限公司研发总监李士颜做了“新一代SiC功率MOSFET产品研制进展”的主题报告，报告介绍国际上SiC电力电子芯片及模块的研究现状及趋势，展示中国电科55所针对数据中心和新能源汽车应用，在400V-1200V电压等级SiC芯片及模块的研究进展，展示了最新一代平面型和沟槽型SiC MOSFET研究成果，讨论SiC芯片及模块在数据中心和新能源汽车领域应用面临的机遇与挑战。

复旦大学智能机器人与先进制造创新学院副教授刘盼做了“1200V IGBT与SiC MOSFET的短路性能对比研究”的主题报告。她表示，对两类功率器件Si IGBT与SiC MOSFET在短路工况下的电学特性与失效机理进行探究，分析了两种器件在短路条件下的失效类型与失效机理，提出提升器件短路性能的优化方案。基于工艺的高精度功率器件模型对失效分析、失效机理的研究至关重要。利用多准则TOPSIS算法可快速对器件工艺参数优化，在保证关键电学参数的同时，提升器件短路性能。结合深P阱设计和器件结构改进，可进一步提升SiC MOSFET短路性能。

魏家行--东南大学副研究员

东南大学副研究员魏家行做了“碳化硅功率MOS器件技术新进展”的主题报告，从产品结构、制造工艺、可靠性、典型应用等方面出发，介绍当下SiC功率MOSFET器件关键技术的最新进展，并对未来的发展趋势做出展望。

周贤达--广东工业大学副教授

广东工业大学副教授周贤达做了“功率MOSFET的非嵌位感性开关”的主题报告，为了评估功率MOSFET在雪崩条件下的坚固性，非嵌位感性开关（UIS）已成为一种标准方法。在UIS测试中，器件内部寄生三极管开启是主要的失效机制。报告对改善UIS性能的方法进行综述，并讨论了一些特例。

胡子伟--南京邮电大学博士

南京邮电大学胡子伟博士做了“碳化硅功率器件高K介质调制技术”的主题报告。

汪雅馨--深圳平湖实验室、西安理工大学

深圳平湖实验室、西安理工大学汪雅馨做了“碳化硅功率LDMOS与CMOS集成技术的研究”的主题报告，结合国内外研究现状，分享了新型功率SiC LDMOS设计的研究进展。结果显示，通过研究高电压功率SiC LDMOS和低压器件的设计和工艺，以实现控制电路与功率器件的全SiC集成技术，对于提升功率系统整体的最高工作温度、工作效率和可靠性具有极大意义。

圆桌对话

在圆桌对话环节，第三代半导体产业技术创新战略联盟副秘书长赵璐冰博士主持下，与扬杰科技功率器件事业部副总经理施俊、镓和半导体董事长/南京邮电大学教授唐为华、中国科学院微系统与信息技术研究所研究员程新红、超芯星半导体董事长刘欣宇、昕感科技副总经理李道会、西安理工大学国际合作与交流处处长杨媛一起，就国产功率半导体如何有效打开应用市场、技术迭代、成本下降、新场景，以及国内外技术&市场等主要核心点的对比，氧化镓等材料未来市场的竞争等热点问题展开讨论。

展示交流现场

会议同期，特别设有先进半导体技术应用专业展区，聚焦第三代半导体产业链，提供交流合作的平台，推动资源高效对接，助力捕捉合作新机遇。扬杰科技、国联万众、爱发科、超芯星、镓和半导体、矢量科学仪器等产业链代表性企业亮相，业界同仁现场互动探讨。此外，会议期间还设有专门的POSTER交流环节，展示相关最新研究成果的同时，促进产学研不同产业链环节的沟通协作。

POSTER交流现场

POSTER交流环节

南京的电子信息产业基础良好，近几年来，南京市战略性新兴产业发展十分迅速，其聚焦于创新型产业集群的发展，特别强调在未来产业新赛道上的领先地位，包括新一代人工智能、第三代半导体等。当前，南京在集成电路产业链发展上形成了以中电科五十五所等为核心的晶圆制造业，以中兴光电子等引领的设计业，以华天科技为龙头的封测业，以及国盛电子、晶升科技等为代表的IEC支撑业，共同构成了协同发展的全产业链格局。

南京也拥有很强的电子信息科研力量。其中，作为本次大会的主办单位之一，南京邮电大学是信息特色鲜明的国家“双一流”和江苏高水平大学建设高校。始终坚持走大信息特色发展之路，构建了“信息材料、信息器件、信息系统、信息网络、信息应用”五位一体的大信息发展格局。高度重视集成电路学科发展，在相关领域进行了诸多探索和实践，取得了一系列丰硕成果。并形成集成电路领域“政产学研用”创新发展平台。

实地参观考察