超20家企业抢滩SST！10kV SiC风口已至？
2025年以来，国内外已有15家企业披露固态变压器（SST）产品进展，这一态势不仅标志着SST技术迈向落地阶段，更为10kV SiC 技术的商用化进程提供了契机。有企业预测，随着SST等核心市场的持续扩容，10kV SiC将逐步成为中压电力电子领域的主流方案，市场规模有望突破80亿美元（约合人民币547亿元）。
为深入探讨10kV SiC MOSFET的产业发展节奏、破解商业化落地难题，加速其量产应用进程，“行家说三代半”特别邀请纳微半导体、瞻芯电子、杰平方半导体、德氪微电子、天岳先进共5家覆盖产业链不同环节的核心企业深入研讨，为行业发展提供前瞻性洞察与实践参考。
15家企业密集发布SST
10kV SiC市场价值显现
据“行家说三代半”调研显示，近年来固态变压器（SST）正加速从“前沿概念”走向商业化落地，市场演进节奏持续加快。据不完全统计，自2025年起，台达电子、为光能源、金盘科技、Heron Power等国内外合计15家企业相继发布SST产品方案或实现落地应用，其中为光能源等企业已达成SST规模化商用及批量出货，成为市场加速成熟的重要信号。
图：2025年-2026年已发布的SST产品及案例，来源：行家说三代半
除已正式推出产品的企业外，2025至2026年也是行业加速布局SST的关键周期。阳光电源、可立克、特锐德、道通智能等8家企业已明确SST商用及交付节点，预计将于2026年左右实现产品落地，进一步推动行业规模化发展。
图：2025年-2026年公开布局SST的企业，来源：行家说三代半
值得关注的是，固态变压器市场的持续扩容，正为10kV SiC MOSFET的商业化落地提供了绝佳契机。德氪微电子解释，在10kV SiC MOSFET未实现商用前，固态变压器多采用1700V或2100V SiC MOSFET模块级联方式，分级串联适配上游13.8kV母线电压；而电网侧高压设备则需先通过工频变压器降压，再经多级IGBT或SiC MOSFET模块级联完成电力传输，流程繁琐且存在效率损耗。
若固态变压器及电网侧高压设备直接采用10kV SiC MOSFET，可大幅减少器件级联数量，直接适配13.8kV乃至数十kV的电网电压。与此同时，级联数量的减少能有效降低整体链路的效率损失，提升电气系统综合效率；在相同功率条件下，系统母线电压的提升还能减少发热量，降低散热需求与系统整体投资强度。
10kV SiC技术在SST领域的应用早已得到行业验证。据GE Vernova公开资料显示，他们早在2009年便采用10kV SiC器件，首次完成13.8kV/265V固态变压器示范验证。如今，台达电子、为光能源、金盘科技、四方股份、Heron Power、Novos Power、DG Matrix等众多企业均透露其SST产品采用SiC方案，这也预示着SiC技术已成为SST的主流技术路线之一，而10kV SiC MOSFET凭借其独特优势，有望成为未来SST的高端优选方案。
图：采用10kV SiC方案的SST，来源：GE Vernova
顺应这一市场趋势，近年来国内外已有多家企业率先布局10kV SiC技术，其中纳微半导体、瞻芯电子、杰平方半导体、德氪微电子、天岳先进等企业，立足产业链不同环节完成技术布局，形成协同发力态势，将进一步加速10kV SiC MOSFET的商用化进程。
图：近年来布局万伏级SiC应用技术的企业，来源：行家说三代半
针对万伏级SiC器件在SST领域的应用趋势，上述5家受访企业达成共识：10kV SiC MOSFET将是固态变压器与中高压电网电力电子化的核心器件，其核心优势在于能大幅减少器件级联数量、显著提升系统效率、降低综合成本，未来市场需求有望呈指数级增长。
尽管10kV SiC MOSFET应用前景明确，但目前仍处于商业化初期，受成本、可靠性、产业链成熟度等因素约束，各企业对其商用化节奏的判断呈现出分阶段特征。
图：万伏级SiC技术的发展进程，来源：行家说三代半
从短期（2026-2028年）来看，行业将以技术验证和示范应用为主。纳微半导体预测，此阶段市场规模约5-8亿美元（约合人民币34.2亿-54.72亿），核心需求来自AI数据中心SST和电网示范工程采购。
德氪微电子分析认为，2026年10kV SiC 器件主要开展系统测试，因下游应用对可靠性要求高、测试周期长，预计2027年后才开始批量应用。
中期来看，2028-2032年有望进入规模应用阶段。纳微半导体预计，届时市场规模将突破30亿美元（约合人民币205亿），年复合增长率超40%，在AI数据中心渗透率有望达50%，在电网领域可加速替代传统硅基中压器件。
杰平方半导体判断，2030年前后万伏级SiC器件将实现万伏千安级工程化落地。天岳先进也认为，随着器件技术和导电型衬底交付能力提升，2030年将进入快速增长期。
长期来看，10kV SiC器件普及程度将持续提高。纳微半导体预测，2033年以后，10kV SiC将成为中压电力电子主流方案，市场规模超80亿美元（约合人民币547亿），中国市场受国家政策驱动，预计将在2035年将实现商业化。
瞻芯电子亦明确表示，长期来看10kV SiC器件是确定性高增长赛道，将逐步突破短期约束，实现大规模普及。
剖析10kV SiC器件工艺难点：
外延、栅氧、一致性成产业瓶颈
现如今，纳微半导体、杰平方半导体、瞻芯电子等器件企业已经加速10kV SiC器件布局，以尽早推进其在SST等高端电力电子领域的落地应用。
纳微半导体早在2019年便推出15kV SiC MOSFET，成功应用于宇航设备和智能电网示范性工程，具备成熟的超高压碳化硅设计和生产能力。他们表示，目前其高压SiC产品已覆盖1700V、2300V、3300V、6500V、10000V、15000V等多个电压等级，完成从技术研发到商用落地的关键跨越。
瞻芯电子则通过产学研协同发力，在2025年6月与浙江大学联合发表10kV等级SiC MOSFET芯片，单芯片尺寸达到10mm x 10mm，导通电流接近40A，击穿电压超过12kV，比导通电阻（Ron.sp）为117 mΩ·cm，未来将有力支撑下游应用落地。
杰平方半导体依托在充电桩等电力领域的客户积累，正与SST等电力装备相关企业深度合作，围绕10kV SiC MOSFET共同规划开发匹配规格产品，推动器件与下游应用场景的精准适配。
尽管企业布局持续提速，但10kV SiC MOSFET在设计与制造环节仍面临诸多共性难点，成为制约其规模化商用的关键因素，三家企业结合自身实践，总结出核心技术瓶颈。
纳微半导体、杰平方半导体共同指出，超高压SiC器件的设计与制造主要面临三大核心挑战：厚外延缺陷控制、栅氧可靠性、大尺寸芯片一致性，这些难点不仅会影响系统运行可靠性，还会导致产品测试周期延长、生产成本居高不下。
图：万伏级SiC器件的工艺难点，来源：瞻芯、杰平方、纳微
瞻芯电子则从产业层面拆解了两大核心难题：一是原材料品质需持续提升，需降低缺陷密度以支撑大芯片高良率量产；二是SiC工艺产线需优化升级，适配高压产品线需求并提升产线良率。
面对上述难点，三家企业立足自身技术积累，分别推出针对性解决方案，在突破核心瓶颈的同时，提升产品性能与量产可行性。
纳微半导体在其GeneSiC™ SiC MOSFET产品系列中，采用自主研发的沟槽辅助平面栅（TAP）技术，该技术凭借沟槽辅助结构形成的多阶轮廓，可有效降低和平衡电荷聚集带来的高电场应力，优化比导通电阻，即使在高温环境下也能保持较低的Rdson，避免传统器件Rdson随温升显著增加的问题，同时实现高良率制造、低温升高速运行、长寿命、高可靠性的多重优势，兼顾性能与耐久性。
杰平方半导体则依托长期技术积累破局，过去几年在外延缺陷（如建立缺陷模型）、高压设计验证、工艺窗口设计、良率改善（如建立良率模型）等方面积累了大量数据和经验，可充分满足10kV SiC器件的超高压开发技术需求，有效应对外延缺陷与工艺一致性难题。
瞻芯电子从芯片设计与制造双层面发力，在设计层面优化高压终端结构，大幅提升芯片终端效率并降低制造难度；在制造层面改造工艺设备以适配晶圆特征，采用高能离子注入工艺，配合窄JFET区域设计，有效解决高压SiC MOSFET击穿电压与导通电阻之间的核心矛盾。
剖析10kV SiC器件驱动难点：
隔离耐压与CMTI能力需同步提高
纳微半导体进一步表示，10kV SiC技术壁垒极高，应用在SST等系统设计时还将面临爬电距离、驱动、保护、散热效率和EMI等技术挑战。作为隔离驱动领域的创新企业，德氪微电子认为要将10kV SiC MOSFET的超高压、高频、低损潜能发挥至极限，其栅极驱动电路的设计需要额外重视。
据丹麦奥尔堡大学能源技术系研究团队、苏黎世联邦理工学院Daniel Rothmund博士在针对10kV SiC MOSFET栅极驱动的研究论文中透露，标准隔离栅极驱动IC难以适用于高侧开关的功率和信号传输，主要原因是在隔离电压额定值、dv/dt耐受能力等方面存在不足，主要体现在以下维度：
图：万伏级SiC器件的隔离驱动难点，来源：苏黎世联邦理工学院、行家说三代半
隔离耐压：10kV SiC MOSFET栅极驱动电路需具备20 kV以上量级的隔离电压，市面上现有的隔离电源和驱动IC，其隔离电压额定值有限，较难直接应用于额定电压10kV及以上的SiC器件。
芯片体积：未来隔离栅极驱动器需集成到10kV SiC碳化硅模块内部，这能减小栅极回路电感并增强SiC MOSFET的开关性能，但传统隔离方案如要实现高绝缘，需要牺牲芯片体积，并会导致耦合效率会降低。
CMTI能力：Rothmund博士在论文中实测82 kV/μs的开关节点dv/dt值，并在故障实验中记录到了1.2 MV/μs的极端dv/dt，高电压跳变会通过隔离驱动器的寄生电容产生强烈的共模电流，干扰栅极驱动器和保护电路的正常工作，需要栅极隔离驱动具备相应的高CMTI能力。
寄生电容：目前市售用于3.3kV和6.5kV IGBT的隔离供电电源，其寄生电容通常在20–25pF范围内，但中压IGBT的dv/dt值比10kV SiC MOSFET低一个数量级。要在10kV SiC MOSFET变换器中将峰值共模电流维持在同等水平，寄生电容必须压缩至3pF以下。
综合看来，10kV SiC MOSFET在SST的落地应用，离不开相匹配的隔离栅极驱动器提供安全可靠的支撑。德氪微电子针对10kV SiC MOSFET的隔离驱动挑战，已推出毫米波无线隔离芯片和模组产品方案，可充分满足万伏级器件的隔离驱动需求。
具体来看，德氪微电子的毫米波无线隔离芯片在10kV SiC MOSFET应用中具备三大核心优势。首先，相较于光耦、磁耦等隔离技术，毫米波无线隔离芯片具有1000µm以上的绝缘层厚度，可轻松实现20kV以上隔离耐压，同时采用集成单芯片方案，体积更加紧凑，外围电路更加简洁，可节省PCB面积和降低综合成本。
图：针对万伏级SiC器件及模组的毫米波隔离方案，来源：德氪微电子、行家说三代半
除了芯片方案外，德氪微电子还推出了毫米波无线隔离模组产品，进一步将隔离耐压能力提升至50kV以上，且满足爬电距离要求，每个毫米波无线隔离模组均可实现双向通信，可替代2个光纤隔离模组。
在固态变压器、高压变频器等超高耐压场景中，由于毫米波无线隔离模组通过了10万小时耐久测试，可替代平均故障间隔时间（MTBF）约2000小时的光纤隔离模组，同时能减少光纤隔离模组使用量、降低系统成本，充分保障10kV SiC 器件的稳定可靠运行。
图：毫米波隔离与数字隔离CMTI能力对比，来源：德氪微电子
其次，毫米波无线隔离芯片的寄生电容小于0.09pF，相较于传统数字隔离芯片大约降低了95%以上，可实现超过400kV/μsCMTI能力，比传统隔离芯片提升了数倍以上，不仅能满足10kV SiC应用的严苛需求，还能有效保障器件可靠性。
此外，毫米波无线隔离芯片的传输延时小于3ns，传输速率达6.25Gbps，可助力SST等电力系统实现高频回路反馈，有效缩小系统体积、提升功率密度，适配万伏级器件的高频应用场景。
目前，德氪微电子已启动超高耐压隔离芯片和模组产品的场景验证，与高压电气系统厂商展开深度合作，覆盖SST、牵引机车驱动系统、高压脉冲电源等核心应用场景。
基于多个SiC MOSFET模块级联实现3300V-10kV以上电压等级的测试结果显示，德氪微电子的隔离产品已能满足10kV以上电气系统的隔离要求。德氪微电子表示，他们将持续优化产品与方案设计，进一步适配10kV SiC MOSFET的隔离驱动和隔离通信需求，推动万伏级器件与隔离驱动技术的协同落地。
剖析10kV SiC衬底工艺难点：
更聚焦衬底类型及品质管控
衬底作为SiC器件制备的核心基础，其品质直接决定10kV SiC器件的性能与可靠性。天岳先进指出，从器件制备全环节来看，衬底材料目前是最为成熟的环节，但10kV SiC器件的高压特性，对衬底性能的需求也和传统SiC器件有所区别，同时不同类型衬底的适配性也存在明显差异。
如今行业内的长期共识是电压等级超过6500V的器件将依赖P型衬底。尽管随着导电型衬底在位错降低、电阻率均一性等方面的提升，N型衬底制备的10kV SiC器件已问世，但受MOSFET单极特性影响，厚外延下漂移层电阻较大，会导致整个器件导通电阻偏高，难以满足高压场景的高效运行需求。
图：10kV SiC器件的衬底类型，来源：天岳先进、行家说三代半
除此之外，10kV器件对衬底的综合品质要求更为严苛，重点聚焦于缺陷密度（微管、位错）、面型、应力控制及大尺寸良率四大核心维度。正因如此，下游头部客户更倾向于与衬底企业深度绑定，同时高压场景的需求升级，也将进一步驱动高端衬底需求，催生技术溢价。
针对10kV SiC器件的衬底需求与现存挑战，天岳先进立足自身技术积累和领先优势，已形成了完善的解决方案。在导电型衬底领域，天岳先进在8英寸导电型衬底的品质与交付能力上处于行业领先地位，正配合相关高压应用客户开展产品验证，为10kV SiC器件提供基础材料支撑。
针对超高压场景的核心需求，天岳先进借助在液相法技术方面的领先优势，6到12英寸液相法P型衬底均具备量产能力，晶体生长学界著名期刊《Journal of Crystal Growth》近期刊登了天岳先进在液相法高品质p型衬底制备方面取得的进展，技术指标的领先优势持续扩大，在智能电网、特高压直流输电等领域的应用已进入实测阶段，为该领域今后的加速发展奠定了基础。
行家说总结
从器件工艺、隔离驱动到衬底制备，10kV SiC MOSFET的产业化之路虽仍面临诸多技术瓶颈，但纳微半导体、瞻芯电子、杰平方半导体、纳微半导体、德氪微电子、天岳先进等企业已在各自领域突破技术难关，形成了覆盖产业链各关键环节的协同发力态势。
随着核心企业的持续深耕，以及更多产业链上下游企业的积极布局，未来，10kV SiC器件有望逐步突破规模化应用的阻碍，在SST、智能电网、AI数据中心等核心场景持续赋能高压电力电子产业升级。
本文发自【行家说三代半】，专注第三代半导体（碳化硅和氮化镓）行业观察。
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