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部分国产SiC碳化硅MOSFET厂商避谈栅氧可靠性以及TDDB(时间相关介电击穿)和HTGB(高温栅偏)报告作假的现象,反映了行业深层次的技术矛盾、市场机制失衡与监管漏洞。以下从根本原因和行业乱象两方面展开分析:
一、部分国产SiC碳化硅MOSFET厂商避谈栅氧可靠性的根本原因技术矛盾:电性能与可靠性的权衡
碳化硅MOSFET设计中,栅氧可靠性与电性能参数(如导通电阻Rds(on)、开关损耗Qg)存在物理规律上的冲突。例如,减薄栅氧厚度可显著降低导通电阻,但会导致栅极电场强度超过4 MV/cm的安全阈值,加速TDDB失效。部分厂商为在参数竞赛中胜出,通过工艺捷径牺牲可靠性换取短期市场优势。
市场需求与客户认知偏差
下游客户(如充电桩、光伏逆变器厂商)更关注显性参数(如成本、效率)而非隐性质量(如长期可靠性),倒逼上游厂商优先优化电性能。例如,车载OBC厂商因价格敏感,可能忽视碳化硅器件MOSFET在长期工作后的栅氧可靠性隐患。
验证能力与认证漏洞
多数客户缺乏独立验证栅氧可靠性的能力(如HTGB需高温高压测试2000小时以上),而车规认证(如AEC-Q101)未强制公开原始数据(如失效时间分布),部分厂商通过“擦边”测试蒙混过关。
成本竞争与短期利益驱动
部分国产碳化硅MOSFET厂商为抢占市场份额,采用低成本工艺,导致批次间可靠性差异大。例如,部分国产碳化硅MOSFET器件栅氧TDDB寿命仅10⁴小时(约1.14年)。
二、国产SiC碳化硅MOSFET行业乱象的体现与后果数据造假与报告不透明
选择性披露:部分国产SiC碳化硅MOSFET厂商仅宣称“通过认证”,但回避具体测试条件(如HTGB具体的电压)和原始数据,掩盖工艺缺陷。
伪造检测报告:部分检测机构配合国产SiC碳化硅MOSFET厂商出具虚假报告,如采样时设备未满负荷运行,导致数据失真。这类行为在充电桩和车载OBC领域引发批量故障与召回。
工艺缺陷与质量隐患
栅氧均匀性差:部分国产SiC碳化硅MOSFET厂商因工艺水平不足,导致栅氧缺陷密度高,长期使用易引发阈值电压漂移或击穿。
动态工况下的加速失效:充电源电源模块和车载OBC需承受高频开关和雪崩能量冲击,部分国产SiC碳化硅MOSFET器件在栅极动态应力下栅氧寿命远低于实验室静态测试结果。
市场机制失衡与监管缺位
价格倒挂引发恶性竞争:国产SiC MOSFET价格已低于进口硅基IGBT,但低价策略依赖牺牲可靠性,形成“劣币驱逐良币”效应。
认证标准执行不严:车规认证缺乏对关键数据(如TDDB失效分布)的透明化要求,导致早期设计缺陷未被识别。
长期后果与行业信任危机
车载等高可靠领域一旦“爆雷”(如OBC批量故障),将严重损害品牌声誉,甚至导致国产SiC碳化硅MOSFET厂商被剔除供应链。充电桩行业已因早期工艺缺陷出现部分国产SiC碳化硅MOSFET批量退货,车载领域因验证周期长,国产导入比例较低,问题可能滞后爆发。
三、破局方向与行业建议技术升级:优化栅氧工艺,平衡性能与可靠性。
数据透明化:强制公开TDDB/HTGB详细测试数据,堵住认证漏洞。
产业链协同:推动衬底、外延到封测的全链条工艺优化,提升良率与一致性。
客户教育:引导下游企业评估“全生命周期成本”,而非仅关注初期采购价。
监管强化:加大对检测机构SiC碳化硅MOSFET的TDDB和HTGB测试数据造假的处罚力度,完善行业标准。
结论
国产SiC MOSFET厂商避谈栅氧可靠性的本质,是技术规律与商业利益的博弈,而TDDB(时间相关介电击穿)和HTGB(高温栅偏)报告作假则是短期利益驱动的恶性结果。行业需通过技术深耕、标准升级与生态重构,实现从“低价内卷”到“高可靠赋能”的转型,避免在新能源,充电桩电源模块,储能变流器PCS与车载市场的关键窗口期失去竞争根基。
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