自主可控的功率半导体器件仿真工具研发进展(一):二维计算的精度

作     者：庄池杰 石清元 林波 彭晞雨 吴丹 刘志成 李立 施连军 任李鑫 纪瑞朗 余占清 吴锦鹏 魏晓光 曾嵘 ZHUANG Chijie;SHI Qingyuan;LIN Bo;PENG Xiyu;WU Dan;LIU Zhicheng;LI Li;SHI Lianjun;REN Lixing;JI Ruilang;YU Zhanqing;WU Jinpeng;WEI Xiaoguang;ZENG Rong

作者机构：新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学电机系)北京100084 北京怀柔实验室北京101400 清华大学能源互联网创新研究院北京100084 

基　　金：国家自然科学基金集成项目(U2166602) 国家自然科学基金青年学生基础研究项目(博士研究生)(524B2107) 

出 版 物：《高电压技术》 (High Voltage Engineering)

年 卷 期：2025年第51卷第1期

页      码：21-30,I0002,I0003页

摘      要：功率半导体器件是电力电子装备电流开断和电能转换的核心。作为全球最大的功率半导体消费国,中国功率器件自给率低,严重依赖进口,亟需自主化突破。功率半导体器件仿真软件作为器件多物理场分析、设计优化的必备工具,研发难度大、周期长、见效慢。国内使用的功率半导体TCAD软件几乎全部由Synopsys、Silvaco等国外公司垄断。作为国产替代的第一步,自2019年以来,团队按照“先追赶、再并跑、最后超越”的思路,开展功率半导体器件国产仿真工具的研发工作。该文在分析功率器件物理模型、求解难点的基础上,介绍了自主可控的功率半导体器件二维仿真工具的初步研发进展,与垄断商业软件Synopsys TCAD Sentaurus Device计算结果开展了详细比对,在测试的算例和物理模型上,自研软件二维计算的精度向国际垄断商业软件看齐。

主 题 词：功率半导体器件 仿真工具 二维 漂移扩散模型 国产替代 

学科分类：080903[080903] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

核心收录：

D　O　I：10.13336/j.1003-6520.hve.20242023

馆 藏 号：203157305...