NE时代

过去几年，国产碳化硅（ SiC）MOSFET的竞争基本围绕一个数字展开：比导通电阻（Rsp）。谁的Rsp更低，谁就能在同样的芯片面积里做出更大的电流，就能在成本和性能上压过对手。这个数字在发布会上被反复放大，也成了外界判断一家SiC企业技术水平最直观的标尺。

但湾芯展2026期间，在长飞先进半导体（YASC）举办的产品与技术发布会上，这个数字只是开场。技术开发高级总监刘伟在介绍完Rsp的进步之后说了这样一句话：“参数的追赶只是入场券，后面还有很多很难的问题。”

图1｜长飞先进湾芯展现场（图片来源：长飞先进）

这场发布会上，长飞先进几乎每一款车规产品都在讲参数之外的东西：加严到什么程度的可靠性考核、量产分布有多收敛、出货多少颗以及失效率是多少。某种程度上，这代表了国产SiC进入“上车验证期”之后的一个变化——车企和Tier1真正关心的，越来越是芯片装上车之后会不会出问题，以及一万颗、一百万颗芯片能不能都一样好。

01.

追随、比肩、超越：一条Rsp曲线

先看长飞先进自己画的那条曲线。刘伟展示了其1200V平台八代产品在175℃下的高温Rsp（单位mΩ.cm²）：PG1为7，PG2为5.1，PG3为4.8，PG4E为4.4，PG5N为4.0，PG5E为3.7；规划中的PG6N和PG7N分别为3.2和2.9。

图2｜长飞先进碳化硅芯片（图片来源：长飞先进） 

按照刘伟的说法，这条曲线对应三个阶段。四年前PG1时，长飞先进“跟随在友商的后面”，行业的问题是长飞先进能不能做出来；一年前PG4E时，两条曲线在4.4附近交汇，进入“比肩”阶段，要回答的是能不能做得跟别人一样好；而从PG5E开始，长飞先进的曲线降到了友商曲线下方，“不再追随别人的脚印，而是定义自己的高度”。

但这条曲线本身说明了一件事：在Rsp这个维度上，头部国产厂商和海外大厂的差距已经不再是代际差距，单纯比参数，能拉开的空间在变小。

刘伟给出的下一阶段目标是三个词：高性能、高可靠、高一致。他特别强调了后两者的分量：“对车规级的系统而言，99.99%的可控仍然意味着百分之百的失效。”对于某一辆出了问题的车来说，失效概率再低也没有意义。

02.

芯片：性能不拿可靠性来换

长飞先进这次车规芯片的主角是1200V PG5E平台。

PG5E的常温Rsp为2.0mΩ.cm²，8mΩ规格产品常温导通电阻典型值7.7mΩ，175℃高温导通电阻14.6mΩ。刘伟称业内同类产品的高温导通电阻目前在19～20mΩ。高温导通电阻直接决定主驱逆变器在实际工况下的导通损耗，是整车能耗的关键指标之一。

在把导通电阻做低的同时，PG5E的短路耐受时间比友商长30%，雪崩能量高10%，击穿电压1540V，体二极管为软恢复特性（Soft）。

PG5E真正值得关注的，是这些指标是如何同时做到的。在SiC MOSFET的设计里，性能和可靠性天然存在拉扯。

为了降低Rsp，厂商会不断压缩元胞尺寸，以获得更大的饱和电流。但饱和电流越大，短路时芯片积累热量越快，短路耐受时间就越短；电流密度越高，雪崩耐量也会下降。元胞密度提高还会让体二极管的软度因子变小，反向恢复变“硬”，开关损耗和电压尖峰随之增加，长期使用也存在可靠性风险。

常规思维里，性能的每一分提升都可能以牺牲可靠性作为交换，而长飞先进选择不要这个交换。为此，长飞先进在PG5E上用了几项针对性设计：

多级基区屏蔽：用两个P型基区分工，P型基区1负责调制JFET区电阻，浓度更高的P型基区2在不压缩JFET区的前提下延长短路耐受时间、提升雪崩耐量，同时屏蔽栅氧下方的电场，保障栅氧的长期可靠性。

软度因子调制：在P+区域构建N型注入区，调整PN结注入效率，让体二极管更“软”，降低开关损耗和EMI。

终端与过渡区设计：终端采用电荷调制和介质电荷中和，降低外界可动离子和电荷对漏电的影响；过渡区优化开关瞬态时位移电流的泄放路径，增强dv/dt能力。

层间应力匹配：芯片失效往往不是一次大电流冲击造成的，而是温度反复变化把材料中的微小裂痕逐渐撕开。长飞先进对ILD、钝化层、PI等膜层建立应力模型并优化工艺搭配，数据显示，长飞先进芯片应力从主流架构的339MPa/363MPa降到292MPa/285MPa。

设计讲完，要靠考核结果说话。车规分立器件通行的是AEC-Q101标准，以1200V器件为例，HTRB（高温反偏）考核条件是1200V、175℃、1000小时。长飞先进把时间、温度、电压三个维度都往上加了一档：

从漂移数据可以看出加严考核下的稳定性。数据显示，经1000小时和2000小时考核后，PG5E的阈值电压Vth漂移分别为-0.48%和-0.44%，导通电阻漂移为-0.47%和-0.81%，而标准允许的漂移上限是20%。

温度循环的对比更直观。刘伟介绍，行业里大部分厂商会把温度循环（TC）次数从1000次提高到2000次，但2000次后用100倍显微镜去看，很多时候都能看到细小裂缝；长飞先进在应力优化后可以做到100倍显微镜下无裂纹。为了排除更小、肉眼看不到的缺陷，长飞先进还加做了高温高湿高压的HV-HAST试验，用来验证芯片对湿气的防护能力。

芯片层面的另一项变化在制造工艺上。副总裁李刚介绍，长飞先进2026年引入DUV（深紫外）光刻工艺。按其公布的工艺路线图，长飞先进平面型器件的pitch size（元胞尺寸）从2022年的7.0μm、2023年的5.8μm，缩小到2025年的3.5μm和2026年的2.8μm；与DUV同年导入的还有100μm以上厚外延、超结（Super Junction）和沟道注入（Channeling IMP）等工艺。

按规划，2027年将导入ALD（原子层沉积）、CVD TiN、80μm减薄和双层金属工艺，pitch缩至2.5μm，2028年达到2.0μm。李刚称，过去四年长飞先进累计导入的创新工艺超过14项。

DUV和前面讲的可靠性设计其实是同一件事的两面：光刻能力决定元胞还能缩多小，而元胞缩得越小，短路、雪崩、体二极管的矛盾就越尖锐。微缩能力和可靠性设计必须同步推进，否则参数越好看，上车风险越大。

在产品节奏上，PG6N和PG7N分别计划于2027年二季度和四季度推出，PG7N的导通电阻为7.6mΩ、高温导通电阻13.6mΩ；电压平台将从1200V扩展到1500V、1700V、2300V和3300V。

03.

沟槽：把可靠性问题前置到工艺里

平面型栅极之外，长飞先进这次还单独发布了高性能沟槽MOSFET技术平台，由工艺创新首席技术官王惠民（Moke Wang）介绍。在SiC领域，沟槽栅结构一直被视为进一步降低Rsp的方向，一些海外大厂都已经有沟槽产品；但它的难点也恰恰在可靠性上。

长飞先进沟槽MOSFET分三代、四个节点推进（以1200V、5mm×5mm芯片为基准，Rsp为25℃数据）：第一代TG1N导通电阻11mΩ，Rsp 2.0mΩ.cm²，采用“双侧深掩蔽”结构，元胞尺寸≤3.0μm，2026年量产；第二代TG2N为9mΩ，Rsp 1.7mΩ.cm²，采用“双侧深掩埋”结构，元胞≤2.2μm，路线图标注在2026年；第二代增强版TG2E为7mΩ，Rsp 1.4mΩ.cm²，采用“半超结沟槽”结构，元胞≤2.2μm，2027年量产；第三代TG3N为5mΩ，Rsp 1.3mΩ.cm²，元胞≤1.5μm，路线图标注在2028年。同一张路线图上，平面型从2025年PG4E的2.2、2026年PG5E的2.0，到2027年PG6N的1.8、2028年PG7N的1.6；在每个年份节点上，沟槽路线的Rsp都比平面路线低0.2～0.4mΩ.cm²。

王惠民没有从参数讲起，而是先讲问题。沟槽型MOSFET的栅极沟槽顶部和底部存在尖角，电场线会在尖角处聚集（field crowding），局部电场急剧升高，会降低器件击穿电压，对栅氧造成应力甚至引发击穿，影响长期可靠性。工艺上还有一个两难：要把沟槽刻蚀得更好、提高炉管温度做圆角化，往往会让沟槽曲率半径和侧壁粗糙度一起增加，反过来推高导通电阻。也就是沟槽常见的两个“坑”：尖角和栅氧

长飞先进的做法分三步：刻蚀时先在沟槽底部初步形成圆角，再通过升温强化底部圆角，同时选用氢氩混合气体降低侧壁粗糙度。数据显示：长飞先进的沟槽侧壁粗糙度Ra为0.15nm，对比方案为0.7nm；对应的栅极漏电IGSS为2nA对4.8nA，ISGS为0.2nA对6.1nA，IDSS为0.02μA对0.27μA。 

对于栅氧问题，沟槽侧壁的热氧化速率是底部的2.7倍，侧壁氧化层达到所需厚度时，底部的栅氧往往偏薄，更容易被电场击穿。长飞先进通过减少热氧时间、用HTO（高温氧化沉积）控制侧壁与底部的厚度，并调整NO退火时间钝化界面，把沟道迁移率从26cm²/Vs提升到40cm²/Vs，导通电阻从12mΩ降到11mΩ。

落到产品上，TG1N（1200V 11mΩ）的常温数据与业界竞品相比：导通电阻10.7mΩ对10.8mΩ，基本持平；但漏电流IDSS为0.02μA对0.27μA，栅极漏电IGSS为2nA对4.8nA，击穿电压1620V对1577V。TG1N已通过HTGB 1000小时和HTRB 1000小时考核。

HTRB 1000小时后的参数漂移对比更能说明问题：长飞先进TG1N的IDSS漂移为7.59%，竞品为15.38%；阈值电压漂移为0.5%对1.26%；两者的导通电阻和击穿电压漂移接近。展示的漏电监控曲线显示，长飞先进77颗样品在1000小时内IDSS平稳，而竞品20颗样品的曲线出现多次跳变和尖峰。

第二代TG2N的重点是缩小元胞。按王惠民的介绍，TG2N元胞尺寸缩小27%，导通电阻降低16%，主要靠两项工艺和一项结构改动。

沟道注入替代高能离子注入：传统方案需要10次注入，其中4次能量超过1000keV，高能注入会带来较大的横向散射，限制元胞缩小。改用沟道注入后，最大注入能量降为原来的0.2倍，注入次数从10次降到3次，散射宽度降为原来的0.3倍，总剂量提高到3倍，注入温度也从高温降到室温。

二次外延对准强化：SiC外延片通常有4°偏角，二次外延时侧壁与表面沉积速率不同，导致对准图形单边变形，后续工艺与第一次外延图形出现偏差。长飞先进通过增加对准图形密度、形成微负载效应（Micro Loading），减少侧壁沉积，改善对准精度。

Buried P屏蔽结构：增强电场屏蔽，降低栅氧拐角电场，提升短路耐量。

可以看到，这三项改动里，有两项的目的直接指向可靠性：缩小元胞的同时，不让栅氧拐角电场升高、短路能力变差。这和平面型PG5E的思路一致。

产品之外是专利的积累。根据IncoPat数据显示，2024年10月至2025年10月期间，长飞先进公开的SiC沟槽MOSFET相关专利为79件，位列全球第三。王惠民介绍，近一年长飞先进的沟槽专利已增至164件，其中发明专利161件；已获授权34件，其中发明专利32件。

对一家四年前产品从零起步的企业来说，平面和沟槽两条路线同时推进，意味着它在下一代器件结构上也不打算只做跟随者。

04.

模块：E²Drive™系列，“卷性能，更卷成本”

芯片之外，汽车市场产品总监陈玉林发布了E²Drive™系列车规主驱SiC功率模块。E²Drive™的含义是“Excellent and Economic Product for Drive”，从名字就能看出它的两个诉求：性能和成本。陈玉林在PPT上的说法更直接——“卷性能，更卷成本！”

E²Dmini-J由长飞先进和经纬恒润联合开发，兼容业内常见的HPDmini封装，采用框架灌封路线，内部搭载4颗并联的PG5E芯片，全桥拓扑，导通电阻2.0mΩ。是面向乘用车应用的主力产品。

长飞先进在HPDmini基础上做了几处改动：DC端子叠层母排、散热翅片非均匀布局、AMB参数精细化整定和特殊的散热冷板焊接工艺。按企业给出的对比，在同样使用4颗5mm×6mm SiC芯片的条件下：峰值电流提升20%，电流密度提升20%，杂散电感降低36%，热阻降低8%。

电机台架测试显示，在850V母线电压、10kHz开关频率下输出540A电流时，芯片最高结温约为180℃。

如果说E²Dmini主打性价比，那么E²DM就是这次最能体现“拼可靠性”的产品，是面向商用车做的“性能猛兽”。

E²DM兼容市场上的DCM封装，采用转模塑封，内部8颗PG5E并联，半桥1.0mΩ。从芯片设计、封装设计、工艺实现到生产制造全部由长飞先进完成，内部互连从键合线改为铜Clip，并采用了长飞先进自有专利的系统安装方式。在850V、10kHz、8颗芯片并联的条件下，友商同类产品的交流输出普遍在500～650A，E²DM为750A。

它的目标市场是换电重卡、纯电重卡、中大型电动挖掘机和矿卡。陈玉林解释，商用车需要更长的运行里程和运行时间，对可靠性的要求更高。E²DM对应的考核包括：

185℃高结温可靠性，以及200℃短时高结温可靠性；

H3TRB电压从行业通行的80%提高到100%；

按AQG 324中的Profile B进行振动测试；

秒级功率循环（PCsec）不少于30万次。

陈玉林的说法是，这些设计让DCM这种相对传统的封装形式“又有了新的生命力”。

在两款新品之外，E²Drive™系列还包括主打性价比的E²Dmini-C（400A、500A，搭载PG4E）、对标HPD的E²D（600A，PG4E八并），以及正在开发、预计明年发布的E²DH（1000A，PG5E十二并）。

整个系列覆盖乘用车120～320kW主流功率段，以及商用车从纯电轻卡、城市公交到重卡、矿卡的60～1000kW区间。认证方面，E²Dmini和E²D模块已通过AQG 324认证，武汉、芜湖两个基地的芯片均通过AEC-Q101认证。

陈玉林进一步总结长飞先进的车规模块策略：用有限的产品型号，通过标准化加局部定制、平台化加可扩展的方式，覆盖中国市场动态且多样的需求。目前长飞先进在新能源汽车领域形成了“双战略客户引领、多合作”的市场格局。

发布会的另一个重点，是长飞先进的PCB嵌入式功率模块技术DeepXE™。

框架灌封和转模塑封在汽车和工业领域已经用了几十年，技术成熟，但长飞先进认为它们的局限也越来越明显：性能提升空间有限、生产设备投资高、BOM复杂、供应链长、封装形式扩展性弱。PCB嵌入式技术的思路完全不同——把功率芯片直接嵌入PCB的层间，芯片之间及对外的电气连接全部在PCB内部完成。

长飞先进的判断是，这是“功率半导体下一代封装技术的必然选择”，能够重构功率半导体封装的产业链格局，并改变电力电子系统的集成方式。

DeepXE™的第一代产品DXE-4采用4颗5mm×5mm的PG4E芯片并联方案，在850V下持续电流250Arms、峰值电流不低于500Arms，对应约250kW的电驱输出功率，足以驱动一辆两吨级的新能源轿车将百公里加速做到5秒以内。模块嵌入式PCB尺寸为88mm×57mm，含冷板重量为270g，热阻为0.1156K/W，杂散电感低于0.9nH，绝缘耐压4200V。

陈玉林用了一个形象的比喻：20年前，一个250kW电驱的功率核心体积相当可观；去年，通过嵌入式技术实现了手机大小；而DXE-4的尺寸与一副扑克牌相当，“可以放进我的上衣口袋里”。

图3｜长飞先进嵌入式功率模块

按长飞先进给出的对比图，与HPDmini传统模块相比，DXE-4的面积和重量各减少一半，杂散电感降低75%，结壳热阻降低15%，电流密度提升33%。

技术实现上，DeepXE™由长飞先进全栈自研，分三步：第一步是在自研SiC芯片上表面实现铜金属化（镀铜/DTS）；第二步是把芯片烧结到AMB陶瓷覆铜板上，形成AMB-Cell内嵌单元；第三步是构建适配AMB-Cell的多层PCB结构和先进互连工艺，在电、热、磁、力的耦合约束下优化芯片排布和功率路径。

回到可靠性这条主线。DeepXE™已经完成八大核心验证：开关损耗降低20%以上，通过1000次温度循环，以及从25℃到175℃的秒级功率循环超过20万次。陈玉林介绍，20万次之后样品仍未失效。客户在做开关测试时反馈说，在相同的边界条件下从来没见过这么漂亮的波形，“就像仿真一样”。长飞先进已具备导入汽车客户产品量产开发的条件，预计明年完成客户端系统阶段的开发工作。

05.

一致性从哪里来

如果说加严考核回答的是“一颗芯片能不能扛住”，那么一致性回答的就是另一个问题：成千上万颗能不能都一样好。

刘伟说：“做一两颗高性能的产品，这叫实验室；成千上万颗能不能都复制出来？”长飞先进对PG5E做了大量的量产爬坡验证，把芯片封成单管逐颗测试常温和高温性能。从公布的分布图看，高温阈值电压和高温导通电阻的分布非常收敛。对于主驱模块来说，这直接决定多颗芯片并联时的均流稳定性。基于PG5E平台，长飞先进已扩展出50多款产品，累计出货2000万颗，保持0 PPM失效率。

刘伟把0 PPM称为整场演讲里非常重要的一个数字，并明确说它建立在底层的智能制造和管控系统之上。李刚也强调，0 PPM不是一个口号，而是每天都在践行的目标。

这部分由智能制造高级总监肖才鹏展开。

长飞先进武汉基地2023年9月动工，2024年12月首台设备搬入，2025年5月通线。肖才鹏的介绍，武汉基地是碳化硅行业首家A3级（全智能化）晶圆厂：设备控制、物料传送、派工与计划全部自动化，目前A3上线率超过98%，派工率超过90%。长飞先进称这是“业界首家量产落地的全国产A3系统”。

自动化对一致性的意义在于降低人为变量，更关键的是质量数据链。长飞先进建立了从衬底到器件的全生命周期良率追溯体系：从衬底外延的缺陷扫描（如微管、三角形缺陷、掉落物等致命缺陷）开始，经过关键层工艺缺陷监控、晶圆级老化（WLBI）、CP测试、KGD筛选、封装级老化（PLBI）到最终测试（FT），逐级筛选，并对CP测试中的离群芯片做管控。 

结果上，长飞先进披露的5mm×5mm MOSFET CP良率为98.1%（对比的几家友商在80%～92%之间），MOSFET生产周期控制在40天以内。武汉基地还建有3500多平方米的全流程实验室，覆盖AEC-Q101和AQG 324的全部测试项目，可以在内部完成从外延、晶圆到封测、成品的失效分析。

这也是长飞先进反复强调全产业链的原因——从外延到模块封测全部自己掌控，每一颗芯片的“健康档案”都可以追溯，这是做到一致性的前提。

06.

外溢：AI数据中心的可靠性，压在封装互连上

拼可靠性的逻辑不只出现在汽车领域。工业产品市场总监孙允帅发布的AI数据中心产品，把同样的思路搬到了800V HVDC和固态变压器（SST）场景。

数据中心电源需要7×24小时不间断运行，对寿命的要求极高。在大功率模块里，最容易出问题的环节往往不是芯片本身，而是芯片和基板之间的焊接层——它要在长期温度波动中反复承受热应力。长飞先进这次的答案是扩散焊，其EZ系列是国内首个扩散焊功率模块。

扩散焊和锡基焊相比：

熔点：扩散焊层约500℃，锡基焊料约230℃，高温下更不容易软化蠕变；

结合强度：推拉力测试约为锡基焊料的2～3倍；

热膨胀系数：仅为锡基焊料的3/4，与芯片和基板的热失配更小；

热导率：约为锡基焊料的2～3倍，接近银、铜烧结层。

这些材料特性反映到模块上，EZ 2C的结壳热阻实测改善18%，满载时芯片结温可降低25℃以上。扫描和切片成像显示，扩散焊层致密均匀，没有空洞，也没有锡基焊常见的溢锡、雾锡问题。

与汽车部分一样，这里同样是在性能和成本之间找平衡。银烧结的性能好但价格昂贵；扩散焊在不显著增加成本的前提下，散热能力和功率循环能力可以媲美烧结工艺。配合0.32mm厚的氮化硅AMB基板（替代行业常用的0.38mm氧化铝DBC），EZ模块的秒级功率循环寿命提升2～3倍。

EZ系列目前包括EZ 2C和EZ 3C，面向60～80kW的SST应用，软开关频率可达100kHz以上。配套的PG4E单管也沿用了车规那一套加严标准：100% HV-H3TRB、200℃ HTRB、3000小时考核。从车规到AI电源，长飞先进的卖点是同一个：比标准更严的可靠性。

结语：拼的是稳定性和交付

从这场发布会可以看到一个清晰的信号：在Rsp等核心参数上追上来之后，国产SiC厂商开始把竞争的重心往后移，移到加严考核、量产一致性、封装互连可靠性和制造体系上。长飞先进的平面与沟槽芯片、主驱模块、嵌入式PCB以及AIDC产品，讲的其实都是同一个故事。

刘伟在演讲最后说，未来三年是碳化硅芯片国产化替代的关键三年，“技术上已经做了非常充分的准备，后面拼的是稳定性和交付。”这句话或许是对国产SiC下一阶段最准确的概括。