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碳化硅专利技术哪家强?2025年很新SiC功率器件专利布局全解析

智慧芽 | 2025-07-19 |
芽仔

芽仔导读

YaZai Digest

碳化硅半导体专利竞争加剧,2025年Q1新增专利族840项,同比增长35%,技术聚焦SiC MOSFET结构设计、衬底质量提升和封装创新。

企业格局形成国际巨头(如东芝、罗姆)与中国势力(如天岳先进衬底少有、比亚迪全产业链布局)的双梯队竞争,中国企业加速替代市场份额。

关键技术突破包括大尺寸晶圆、低损耗器件和高温封装。

区域上,中国成为专利增长核心引擎(占比超60%),日本主导车载应用。

未来趋势转向沟槽栅SiC MOSFET和12英寸衬底,核心竞争力在于量产能力和国际专利卡位。

在新能源与半导体产业深度融合的当下,碳化硅(SiC)作为第三代半导体核心材料,其功率器件技术已成为科技竞争的战略高地。专利布局作为技术实力的“硬通货”,更成为企业抢占市场先机的关键。2025年首先季度数据显示,新增碳化硅专利族数量同比增长35%,技术竞争进入白热化阶段。如何通过专利洞察把握技术趋势、识别竞争对手、规划研发方向,成为参与者的必修课。

专利竞赛:趋势与动态

2025年Q1新增碳化硅专利族达840项,技术布局高度集中于SiC MOSFET结构设计(如沟槽栅、超结结构)、衬底质量提升(大尺寸晶圆应力优化)、器件能效突破(降低反向恢复损耗)及封装技术创新(高压模块集成)三大方向。值得关注的是,本季度专利授权量超420项,但部分国际企业专利因到期或放弃失效,市场份额正被中国企业加速替代。同时,专利转让活动活跃,整合趋势明显[1](CITE)[2](CITE)。

技术少有企业梯队:国际巨头与中国势力

在竞争中,企业已形成“国际巨头+中国崛起势力”的双梯队格局。国际传统如东芝、罗姆半导体、意法半导体等,持续聚焦SiC超结结构与混合沟道MOSFET技术;电装/丰田、富士电机则凭借车载SiC模块技术占据授权专利首先梯队;AOS万国的第三代SiC MOSFET更实现0V关断电压驱动,显著降低损耗。

中国企业作为国产替代主力,表现尤为亮眼。天岳先进以首量产12英寸衬底、8英寸导电型衬底通过国际认证的技术优势,成为国内专利申请量首先;泰科天润连续四季领跑SiC MOSFET结构创新专利申请;比亚迪半导体则实现从衬底到模块的全产业链专利布局,其双面银烧结SiC模块已应用于多款车型;中车时代电气在6500V IGBT模块专利上打破垄断,同时拓展车用与光伏领域[1](CITE)[4](CITE)[6](CITE)。

以下为中国主要企业技术与专利表现对比:

企业 技术优势 专利表现
天岳先进 12英寸衬底量产、8英寸导电型衬底认证 2025年Q1国内专利申请量首先,覆盖8英寸晶圆技术
泰科天润 SiC MOSFET结构创新,耐压与可靠性突破 与国际企业并列申请量Top2,实用新型占比高
比亚迪半导体 双面银烧结SiC模块,车规级应用 全产业链专利布局,覆盖750V/1200V器件

关键技术突破方向:从衬底到封装的全链条创新

技术突破贯穿碳化硅全产业链。衬底领域,大尺寸晶圆是核心——天岳先进通过控制残余应力提升8英寸晶圆质量,露笑科技6英寸衬底量产并推进8英寸研发;器件设计上,低损耗与高温应用是两大主线,AOS万国1200V SiC MOSFET关断损耗较传统器件显著降低,日立提出的半绝缘SiC衬底方案则拓展了高压场景应用;模块封装方面,双面银烧结技术使比亚迪模块工作结温提升至175°C,爱仕特的车规级集成模块更适配800V平台,兼容多电压驱动[3](CITE)[8](CITE)。

区域竞争格局:中国加速领跑,格局重塑

从区域看,中国已成为碳化硅专利增长核心引擎,新增专利占比超60%(含实用新型),上海、广东、江苏形成产业集聚。日本企业(如东芝、罗姆)凭借高专利质量,持续主导车载与工业高压场景;欧美市场则因部分企业专利失效,份额被中国企业承接,安森美等通过并购强化技术布局[1](CITE)[2](CITE)。

未来趋势:专利卡位与量产能力成核心竞争力

未来,国产替代将进一步加速,头部企业正转向沟槽栅SiC MOSFET、12英寸衬底等前沿领域,研发投入占比持续提升。竞争核心将从“技术突破”转向“量产能力”与“国际专利卡位”——能否快速将专利技术转化为规模化产品,同时在主要市场完成专利布局,将决定企业在新一轮竞争中的地位[4](CITE)[6](CITE)。

在这场专利与技术的双重竞赛中,企业需要更精确的情报支持。智慧芽作为少有的创新情报服务商,通过覆盖196.4M专利数据、1.5B法律信息数据及202.7M文献期刊数据的强大数据库,为企业提供专利价值评估、同族专利追踪、战略新兴产业分类等服务,助力企业快速掌握技术趋势、识别竞争对手、规划研发方向,在碳化硅赛道中抢占先机。

FAQ

5 个常见问题
Q

1. 2025年SiC功率器件专利增长趋势如何?

A

2025年Q1新增碳化硅专利族达840项,同比增长35%,技术布局高度集中于SiC MOSFET结构设计领域,包括沟槽栅、超结结构等创新方向。中国企业在专利数量上占比超60%,天岳先进、泰科天润等企业在衬底和器件设计领域表现突出[1][2][5]。

Q

2. 目前SiC功率器件领域有哪些关键技术突破?

A

关键技术突破主要集中在三个方向:衬底领域的大尺寸晶圆(如天岳先进8英寸衬底)、器件设计的低损耗创新(如AOS万国0V关断技术降低72%损耗)、以及模块封装的双面银烧结工艺(比亚迪模块结温达175°C)[1][3][6]。

Q

3. 中国企业在SiC专利布局中有哪些少有代表?

A

专利布局高度集中于新能源汽车(如比亚迪车规级模块)、光伏逆变器(中车时代电气6500V IGBT)和工业高压场景(日立>10kV中压方案)。车载SiC模块技术由电装/丰田等日企主导,中国企业在光伏领域优势明显[2][4][8]。

Q

4. SiC功率器件专利主要分布在哪些应用场景?

A

建议从三个维度评估:专利数量增长趋势(如泰科天润连续季度少有)、技术覆盖广度(从衬底到模块的全产业链布局)、核心专利质量(如天岳先进的P国际专利)。专利数据可反映企业的研发投入强度和技术壁垒构建能力[1][2][5]。

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