在全球積極邁向低碳化的進程中，電氣化成為了這一轉變的核心。新型電氣能源架構下，一次能源到終端用戶的轉換次數顯著增加，盡管可再生能源本身是免費的，但每一步轉換都會帶來能量損失。因此，提高能源轉換效率顯得尤為重要。在此背景下，碳化硅（SiC）作為功率半導體材料的能效提升技術，正逐漸成為實現高效能源轉換的關鍵。

SiC技術的雙重價值

SiC技術不僅在光伏、儲能和數據中心等大功率電源管理領域展現出色的能效表現，還在電動車、高鐵動力推進系統以及機器人伺服等領域實現了設備的小型化、低成本和高效節能。這兩大市場需求——能效創新與設計創新，正是SiC技術得以廣泛應用的原因。隨著全球清潔能源需求的增長，SiC的應用場景也在不斷擴大，從工業生產到日常出行，處處可見其身影。

英飛凌：推動零碳技術創新

英飛凌科技股份公司一直致力于提供更可靠的SiC技術，并倡導“最值得信賴的技術革命”。面對SiC技術日益普及的趨勢，英飛凌的目標是成為首選的零碳技術創新伙伴。公司堅信，未來的成功不在于競爭，而在于合作。為此，英飛凌專注于與客戶共同創新，攜手創造共贏局面。

然而，在推廣SiC技術的過程中，即使是資深的研發工程師也常常遇到認知誤區。例如，關于SiC MOSFET可靠性的爭論中，存在著一個普遍誤解：認為平面柵結構簡單，單元一致性好，可靠性更高；而溝槽柵結構復雜，底部電場集中，長期可靠性差。實際上，這種觀點忽視了SiC材料本身的特性和制造工藝上的差異。

深入理解SiC MOSFET的可靠性

無論是Si還是SiC功率半導體器件，“柵極氧化層”都是影響其可靠性的關鍵因素之一。由于SiC襯底缺陷、顆粒雜質等因素的影響，SiC MOSFET的柵極氧化層容易出現缺陷，導致器件壽命縮短。相比之下，英飛凌采用的Trench溝槽柵技術通過使用更高的篩選電壓來檢測并減少氧化層中的缺陷，從而提高了器件的整體可靠性。這一點是平面柵難以達到的，因為平面柵的柵極氧化層更薄，限制了其承受更高篩選電壓的能力。

此外，由于SiC材料各向異性的特性，使得水平方向的氧化層界面缺陷密度遠高于垂直方向。這就意味著，采用溝槽柵技術可以利用垂直方向界面缺陷較少的優勢，實現更高的性能和可靠性。形象地說，如果將電子流動比作汽車行駛，那么SiC采用溝槽柵技術就像是在顛簸路況下挖掘了一條地下高速隧道，能夠更有效地避免因表面缺陷造成的阻礙，保證電流順暢通過。

雖然追求更低導通電阻看似有利于提升單一電氣參數的表現，但如果缺乏對SiC材料物理底層的深刻理解和科學的篩選方法，可能會導致實際應用中的可靠性問題。英飛凌憑借超過40年的溝槽柵技術積累和對溝槽底部電場均勻設計的深入研究，在SiC領域占據了可靠性的領先地位，為推動全球零碳化進程提供了堅實的技術支撐。