10月15日,长飞先进在深圳举办以“巅峰之上·跨越四年的技术长征”为主题的技术发布会,集中发布了最新一代主驱级SiC MOSFET、沟槽栅技术平台、嵌入式PCB模块、扩散焊功率模块等创新成果,标志着其技术长征抵达新的节点。
作为受邀媒体,“行家说三代半”参加了本次发布会。通过全程聆听与采访交流,我们注意到,本场发布会的看点不仅在于技术本身,更在于长飞先进作为国内碳化硅全产业链厂商,围绕三大问题给出了答案:
四年技术长征,长飞先进获得了哪些成果?
此次发布的各项技术有何创新之处?
下一阶段,长飞先进将在哪些市场发力?
01、长飞先进四年长征取得四大关键突破
据长飞先进战略运营中心副总裁李刚介绍,在这场跨越四年的技术长征中,长飞先进完成了从无到有的跨越,目前已成长为一家具备从外延生长、器件与模块设计、晶圆制造到模块封测全产业链能力的企业,并成为国产碳化硅产业中不可忽视的力量。
“行家说三代半”观察发现,四年来,长飞先进取得的发展成果具体体现在产品交付、产能建设、工艺突破、质量保障四大方面。
在产品交付方面,长飞先进已实现多领域规模出货。其中,消费类产品及工业类器件已实现大批量出货。数据中心相关产品已实现正常供货,客户应用侧验证正在推进中;在汽车领域,其车规级SiC MOSFET及模块也已进入导入验证阶段。
在产能建设方面,长飞先进已形成芜湖、武汉双基地布局。其中,武汉基地于2023年9月破土动工,21个月便实现通线投产,创下“长飞先进速度”;目前已具备42万片/年的晶圆及外延产能规模。
在产能建设之外,长飞先进的另一个大动作是智能化改造。据长飞先进智能制造高级总监肖才鹏介绍,武汉基地已成为碳化硅行业首家达到A3级别的智能化晶圆厂,截至2026年9月,A3上线率超98%、派工率超90%。通过自动化与智能化管理,长飞先进武汉基地的良率水平与交付速度大幅提升:5mm×5mm SiC MOSFET的CP良率达98%,生产周期缩短至40天,为产品交付及导入提供了可靠支撑。
在工艺突破方面,长飞先进碳化硅产品的关键参数持续优化。其SiC MOSFET的Pitch Size从2023年的5.8μm微缩至2026年的2.8μm,并规划到2028年进一步微缩至2.0μm;SiC MOSFET比导通电阻(Rsp@175℃)则从第一代产品(PG1)的7mΩ.cm²降至第六代产品(PG6N)的3.2mΩ.cm²。这表明,长飞先进在碳化硅芯片的关键参数上已达到国际头部厂商水平。
在质量保障方面,长飞先进的武汉、芜湖基地均已通过德国TÜV体系认证,碳化硅芯片及模块已通过AEC-Q101、AQG324认证。无论是车规级平台,还是AI数据中心、消费、工业等领域,其均以产品零缺陷(0PPM)为目标。
如果说过去四年,长飞先进主要完成了从“产线建起来”到“产品交出去”的跨越;那么如今,随着产线、良率等基础能力逐步夯实,并开始在下游市场崭露头角,其需要回答的新问题便是:在碳化硅产业竞争日趋激烈的背景下,长飞先进将从哪些角度撬动市场?
02、从技术长征到市场长征长飞先进锚定四大赛道
面对这一命题,长飞先进在此次发布会上给出了自己的回答。
会上,长飞先进集中发布并展示了多项创新技术,覆盖车规级SiC MOSFET、车规主驱SiC模块、面向AIDC的创新产品,以及消费类与工业类产品布局,清晰勾勒出“长飞先进要到哪里去”。
李刚表示,长飞先进过去四年有两个节点尤为关键:一是芯片性能突破,随着工艺创新,Rsp已赶超大部分竞争对手;二是产品形式创新,长飞先进开始定义自己的产品。
基于技术与产能的协同突破,长飞先进将新能源汽车、AIDC、消费电子、工业与能源视为四大重点赛道与增长曲线。这四条道路,既是其四年技术长征的延伸,也是其撬动下一阶段市场的具体路径。
车规级SiC MOSFET:平面栅与沟槽栅并行
据长飞先进技术开发高级总监刘伟介绍,过去四年,长飞先进SiC MOSFET经历了从追随到比肩、再到超越的过程;接下来三年是碳化硅芯片国产化的关键三年,他们的目标是以高性能、高可靠性、高一致性推进市场落地。
目前来看,长飞先进同时推进平面栅与沟槽栅两条路线。这实际上是对未来几年车规主驱主流器件结构的一种路线判断:平面结构负责当前量产交付与成本,沟槽结构决定下一阶段竞争力。
针对平面栅SiC MOSFET,长飞先进选择将技术迭代路线一次性展开。对于SiC MOSFET而言,每一代产品性能迭代最直观的体现,莫过于比导通电阻Rsp。长飞先进在这一指标上持续突破,尤其在1200V主流规格上,从第四代PG4E到第六代PG6N,Rsp逐代下探,技术迭代路径清晰可见。
以1200V SiC MOSFET主流规格为例,长飞先进第四代PG4E在常温/175℃下的Rsp分别为2.2/4.4mΩ.cm²,短路耐受时间达2.1μs,长期可靠性显著提升。第五代PG5E元胞尺寸较前代微缩超过15%,沟道长度微缩10%,并采用高能离子注入技术,常温/175℃下Rsp降至1.9/3.7mΩ.cm²。第六代PG6N在尺寸微缩、注入工艺、晶圆减薄方面实现优化,常温与175℃高温下Rsp分别降至1.7mΩ.cm²和3.2mΩ.cm²,芯片实现更高电流密度,同时具备更好的散热能力。
另一方面,长飞先进沟槽栅技术平台也正式亮相。据长飞先进工艺创新首席技术官王惠民透露,他们自2023年启动布局沟槽工艺平台,并已制定、发布从TG1N到TG3N的技术路线图,分别采用双侧深掩蔽、双侧深掩埋、半超结沟槽技术。
以第一代TG1N产品为例,长飞先进通过二次外延等技术,实现CellPitch≤3.0μm、Ron,sp≤2.0mΩ.cm²,预计2026年实现量产。此外,针对沟槽工艺专利问题,长飞先进已公开SiC沟槽MOSFET相关专利79件,进入国际前列。
车规主驱SiC模块:灌封/塑封/嵌入式同时布局
如果说芯片环节比拼的是设计与工艺,模块环节的竞争核心则是“同一颗芯片如何被封装”——在相同芯片条件下,封装方案往往直接决定通流能力、散热效率与系统体积。长飞先进在这一环节的选择依旧是量产与前沿技术双线布局。
据长飞先进汽车产品市场总监陈玉林介绍,近年来碳化硅在新能源汽车领域的渗透率快速增长,技术迭代也非常快,目前市面上形成框架灌封、转模塑封及PCB嵌入式三种路线,目前他们均有布局。
面向主流框架灌封/转模塑封封装路线,长飞先进发布了E2Drive™车规主驱模块系列,可覆盖乘用车及商用车应用场景,聚焦60kW-1000kW功率段。其中,E2Dmini-J由长飞先进半导体与经纬恒润联合开发,采用自研PG5E 1200V SiC芯片,杂散电感仅为4.5nH。
更具发展空间的是首次亮相的DeepXE™嵌入式PCB功率模块。该方案基于Cavity-Free AMB内嵌单元的PCB叠构方案,并采用DTS金属化、表面镀铜等技术,可在一张扑克牌大小的面积内通过24颗SiC MOSFET实现峰值250kW功率转换:较传统封装,体积和重量降低50%,杂散电感降至0.9nH,开关损耗降低20%,电流密度提升20%。
据长飞先进透露,该方案已完成性能、热阻、1000次温度循环和超20万次功率循环等八项核心验证,预计明年上半年完成完整可靠性测试与工业化验证的全链路闭环。
AIDC应用:扩散焊模块与单管同步切入
AI算力爆发正推动供电架构迈向高压直流时代,也使AIDC成为SiC最具确定性的增量市场之一。据长飞先进工业市场总监孙允帅透露,他们面向AI数据中心主打两类产品,聚焦固态变压器(SST)、服务器电源、BBU电源等多种应用市场。
一是EZ系列功率模块,包括EZ2C及EZ3C两种规格。长飞先进表示,这是国内首个采用扩散焊工艺的功率模块。相较传统锡焊片工艺,EZ2C结壳热阻降低18%,满载芯片结温可降低25℃以上,性能可媲美昂贵的银烧结工艺;EZ3C则创新集成SHB三电平拓扑,可将单个SST模块功率从70kW提升至100kW以上,将10kV AI SST级联级数从16级降至8级,大幅降低系统复杂度。
二是基于成熟量产PG4E芯片的750V及1200V产品,通过加严版AEC-Q101验证及3000小时考核,实测高温开关损耗明显优于国内外头部竞品,适配功率柜PSU、计算柜PSU及BBU等800 V HVDC全链路环节。
消费类及工业市场:成熟产品矩阵持续放量
据长飞先进FAE高级经理蒋佳奇介绍,公司在消费类及工业类市场已进行长期布局,并构建了丰富的产品矩阵,持续实现量产出货。
在消费类市场,长飞先进已量产38款650V/800V SiC MOSFET产品。凭借95%-99%的晶圆良率和显著领先的单位晶圆有效芯片数(180mΩ规格下,Gross Die较友商多27.5%),其高性价比路线已在快充等场景得到规模验证。
工业类方面,公司已构建覆盖650V-3300V的93款产品矩阵,封装涵盖TO-247、TOLL、QDPAK系列等主流形式;SBD产品650V(4-40A)与1200V(5-60A)两大平台均已全面量产,应用延伸至光伏、储能、充电桩、PC电源、白色家电等场景。
03、行家说总结
谈及碳化硅行业的发展,李刚指出,只有同时具备强大的生产能力、扎实的产品研发能力以及深厚的应用积累,企业才可能在未来几年保持竞争力、不掉队。
我们也看到,碳化硅行业已经告别野蛮生长,进入多维度、精细化竞争阶段。与此同时,汽车、AIDC等下游市场对碳化硅成本、性能、可靠性的要求仍在持续收紧。这预示着,碳化硅下一阶段的竞争,将不再是单一环节的比拼,而是综合体系能力的较量。
四年长征,只是长飞先进的第一步。面对下一阶段的综合体系竞争,这家国产碳化硅全产业链厂商,已经做好了上桌较量的准备。
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