一颗功率器件通过了耐压测试,是否就意味着它可以进入汽车、电网等长期运行的应用环境?
答案是否定的。
耐压、漏电流等性能指标,反映的是器件在测试当下是否达到要求;而在真实应用中,器件还要经受温度、电场和时间的共同考验。对于电压等级不断提升的SiC器件来说,性能测试之外,长期可靠性验证同样是产业化过程中不可缺少的一环。
如今,这两个测试环节都在出现新的国产设备选项。
参数合格,不代表能够长期稳定运行
在功率器件的生产和验证流程中,性能测试主要回答一个问题:器件的关键指标是否符合设计要求。
这类测试通常包括耐压、漏电流等项目。国内已有公司发布12.5kV测试分析仪,为高电压器件的性能检测提供了国产设备选择。
但器件出厂时参数合格,并不等于它在数年运行中始终保持稳定。尤其是在汽车、电网等应用场景中,产品不仅要“测得过”,还要证明自己在长期工作条件下具备足够的可靠性。
因此,在性能测试之后,器件还需要接受加速老化试验,高温反偏(HTRB)测试就是其中一种重要方式。
HTRB测试与单次耐压测量有着明显区别。它需要将器件持续置于高温和反偏电压环境中,进行长达上千小时的老化,同时实时监测漏电流变化。通过这些数据,厂商可以评估器件能否满足汽车、电网等应用对全生命周期可靠性的要求。
如果测试过程中出现器件击穿或漏电流异常,设备可自动剔除相应器件,避免故障波及其他工位。至于具体温度范围、漏电流判据和工位配置,则应以厂商规格书为准。
为什么HTRB设备需要更高的电压能力?
测试设备向更高电压延伸,背后是高电压SiC器件应用需求的变化。
据悉,AI数据中心和电网侧固态变压器(SST)会使用2300V、3300V碳化硅器件,相关考核要求对标车规AQG324等标准。随着系统对传输效率和电压等级的要求继续提高,测试设备不仅要覆盖当前产品,还需要为后续器件预留能力。
在这一背景下,#浙江杭可仪器有限公司(ATiS)将HTRB可靠性测试设备的电压能力提升至最高可定制20kV,为高电压SiC器件开展千小时级加速老化测试增加了国产设备选项。

图片来源:杭可仪器官网截图
这也是HTRB设备与普通耐压测试仪器之间的差异所在:提高电压指标只是基础,设备还要能够在高温、高压条件下长时间运行,并完成持续监测和异常处理。
SST是市场关注的千亿级赛道之一。其未来发展不仅取决于功率器件本身,也依赖设计、制造、封装和测试验证等配套能力。高电压SiC器件能否完成充分的可靠性验证,正是其中需要解决的一道测试门槛。
老化测试,最难省掉的是时间
过去,此类高电压可靠性测试设备较多依赖进口,采购方往往需要面对单价高、交期长等问题。据公司介绍,国内此前能够覆盖2000V以上电压、同时支持上千小时加速老化的国产设备较少。
对于制造端而言,设备能否及时到位,直接影响验证工作的推进。
性能测试即使推进较慢,部分工作还可以通过人工摸底等方式补充;老化测试却很难通过增加人手来缩短周期。上千小时的试验要求,就意味着上千小时的连续运行。缺少符合要求的设备,厂商便难以获得可靠性认证所需的关键数据。
因此,这一环节的核心并不只是“有没有采购预算”,而是能否找到满足技术要求的设备,以及设备交期是否可控。对等待产品验证和客户认证的企业来说,测试产能本身也是研发与交付能力的一部分。
国产设备开始进入高门槛验证环节
杭可仪器是此次推出高电压HTRB设备方案的厂商之一。
据公司介绍,其业务覆盖晶圆级、芯片级和模块级可靠性测试,是国内少有的具备全链条测试设备布局的厂商,可靠性测试设备市占率居国内第一。目前,其产品已进入日本、欧美、东南亚市场。国产测试设备能够进入海外市场,也从侧面反映出其已经具备一定的客户验证基础。
今年5月,上市公司杭可科技增资控股杭可仪器,形成锂电设备与半导体检测两条业务线并行的布局,杭可仪器的资金和产线能力也由此得到补充。
不过,设备参数的提升只是第一步。能否真正进入客户的验证和量产体系,还要继续考察设备的标准符合性、批量交付能力以及实际运行表现。
从单次性能检测到长期可靠性验证,高电压SiC器件需要跨过的测试关口正在增加。此前,性能测试环节已有国产设备补位;现在,高电压HTRB老化测试也开始出现国产选项。
这并不意味着整条测试链已经完成闭环,但至少说明,国产设备正在进入高电压SiC可靠性验证这一高门槛环节。对于面向汽车、AI数据中心和电网应用的器件厂商而言,多一种可供验证和交付的设备选择,也就多了一分推进测试与认证工作的主动权。
(集邦化合物半导体整理)
更多SiC和GaN的市场资讯,请关注微信公众账号:集邦化合物半导体。
