近年来，在国际压力及政府资金和其他激励措施的支持和推动下，国内涌现出一大批优秀且专业的化合物半导体团队和创业公司。由于强大的电信和汽车行业的存在，供应链机遇推动化合物半导体市场愈加火热，不断实现高速增长和技术突破。据报告，全球半导体市场规模预计将从 2025 年的 6277.6 亿美元增加到 2033 年的约 11375.7 亿美元。

2025年，化合物半导体产业的发展前景如何？新的一年有哪些可以预见的突破或创新？如何应对所面临的地缘政治对行业的影响以及解决技术瓶颈问题？未来我们应该做好哪些工作推动市场发展？……这些都是行业非常关心的。我们采访了上海汽车芯片工程中心有限公司 总监 黄亚敏博士，分享其独到见解。

采访嘉宾

黄亚敏 博士

上海汽车芯片工程中心有限公司 总监

黄亚敏，博士，上海汽车芯片工程中心失效分析总监。曾任职于格罗方德（新加坡）、中国科学院上海微系统信息与技术研究所。是半导体失效分析领域，尤其是聚焦离子束和三维原子探针分析技术的资深专家，在国产化设备开发及其半导体应用方面有丰富经验。主持国家重点研发计划、科技部高端外国专家引进计划、企业研发等多项项目。

上海汽车芯片工程中心有限公司

上海汽车芯片工程中心有限公司，由上汽集团、嘉定工业区、上海联和投资、新微集团和上海工研院等股东共同筹建。致力于保障汽车芯片供应自主可控，公司将建设以12英寸研发中试线为核心的集测试认证平台、系统开发与应用平台、设计服务平台于一体的综合服务平台，有序推进车规智能传感器、高端驱动芯片、ASIC/SoC等汽车芯片的测试、认证和流片服务，与芯片设计公司、整车企业、金融机构合力建设开放的“汽车芯片生态圈”，助力国内芯片公司跨越汽车芯片的高可靠性技术门槛，同时降低汽车芯片行业的准入门槛。

提问&解答

CSC：当前，碳化硅现在所有器件结构几乎都是沿用硅的初期技术路线（如平面型，槽栅结构等），您认为碳化硅技术和应用未来在哪些方面可以所有创新或者发展？

碳化硅（SiC）作为第三代半导体材料，以其高击穿电场、高热导率和高饱和电子漂移速率的特性，正在迅速成为功率电子领域的关键材料未来，碳化硅技术和应用的发展需要在以下几个方面实现创新和突破：

（1）器件结构的突破

未来可以开发新型器件结构，a）垂直结构器件，通过垂直沟道MOSFET或垂直结型场效应晶体管（JFET）的设计，降低导通电阻（Ron）和栅极驱动损耗，从而提高器件效率和功率密度，特别是在高电压（如>1200V）应用中表现尤为突出；b）多沟道和纳米结构，结合先进的纳米制造技术，在SiC晶圆上设计多沟道结构以提升单位面积的电流密度，从而减小器件尺寸；c）双极性器件的优化，如SiC IGBT和PIN二极管，这些器件在高电压、高功率应用中潜力巨大，但需要在开关速度和效率之间寻求最佳平衡。

（2）表面处理和界面工程

碳化硅MOSFET的性能受限于其氧化层与SiC基体之间的界面状态。高界面态密度导致电子迁移率下降，限制了器件的开关性能和可靠性。未来的研究方向包括：a）界面缺陷的消除：通过优化氧化工艺，减少界面缺陷态密度；b）新型栅介质材料：探索其他高介电常数材料替代传统的SiO2，提升栅极驱动效率和界面稳定性；c）表面修饰技术：利用离子注入或化学修饰技术改善表面载流子的迁移率和均匀性。

（3）大尺寸晶圆与制造工艺

目前SiC晶圆的主流尺寸为6英寸，而硅基晶圆已达到12英寸。这一差距导致SiC器件的成本居高不下。未来的创新方向包括：a）晶圆尺寸扩展，推动8英寸甚至更大尺寸SiC晶圆的商业化生产，提高生产效率并降低成本；b）晶圆质量提升，通过优化生长工艺（如热物理气相传输法或化学气相沉积法），减少晶圆中的位错和微管缺陷，提升器件良率；c）新型掺杂技术，引入离子注入后退火等工艺，实现更精确的掺杂控制，提高器件性能的稳定性。

综上所述，碳化硅技术的未来创新将集中在器件结构优化、界面工程改进、制造工艺突破和应用领域拓展上。通过推动这些方向的发展，SiC器件有望在高性能电子系统中实现全面渗透，成为下一代功率半导体的核心支柱。

来源： 雅时化合物半导体

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