隨著電子設(shè)備和邏輯板的市場進一步增長，傳統(tǒng)硅的缺點日益凸顯，為此設(shè)計師和制造商一直在尋找更好，更智能的方法來制造這些重要組件。碳化硅就是這樣一個存在，由于碳化硅材料具有較大的禁帶寬度以及優(yōu)異的導(dǎo)熱性能，相比傳統(tǒng)硅技術(shù)，碳化硅技術(shù)可以兼得高頻和高壓這兩個重要特性。而且相同規(guī)格的碳化硅芯片只有硅芯片十分之一大小，不僅如此，基于碳化硅技術(shù)的系統(tǒng)應(yīng)用中，更少的散熱需求和更小的被動元器件導(dǎo)致整個裝置的體積也大大減小。 M}DH5
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因此碳化硅功率半導(dǎo)體在普通硅半導(dǎo)體中脫穎而出，在電子電力、光電子以及微波通訊等領(lǐng)域均有著廣闊的應(yīng)用前景。 "Lh  
電力行業(yè)是SiC功率半導(dǎo)體的重要市場之一，特別是由于其在大功率應(yīng)用場合中仍然有較低的功耗。以SiC為代表的第三代半導(dǎo)體具有禁帶寬、熱導(dǎo)率高，擊穿場強高，飽和電子漂移速率高，化學(xué)性能穩(wěn)定，硬度高，抗磨損，高鍵和高能量以及抗輻射等優(yōu)點，可廣泛用于制造高溫，高頻，高功率，抗輻射，大功率和高密集集成電子器件。 a;$P:C{gj?  
用SiC制造的組件包括二極管，各種晶體管類型（例如MOSFET，JFET和IGBT）和柵極截止晶閘管，通過使用這樣的基本構(gòu)建塊，可以創(chuàng)建更小，更輕，效率極高的電源模塊，用于將電源切換到負載或從負載切換電源以及進行轉(zhuǎn)換。用SiC襯底開發(fā)的電力電子器件可用在輸變電、風(fēng)力發(fā)電、太陽能、混合動力汽車等電力電子領(lǐng)域，降低電力損失，減少發(fā)熱量，高溫工作，提高效率，增加可靠性。 tvX>{-
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早期用例，特斯拉已經(jīng)將意法半導(dǎo)體的基于SiC MOSFET的功率模塊集成到Model 3逆變器中。Model 3具有一個主逆變器，該逆變器需要24個電源模塊，每個電源模塊均基于兩個碳化硅MOSFET管芯，每輛汽車總共有48個SiC MOSFET管芯。這些MOSFET由位于意大利卡塔尼亞的意法半導(dǎo)體晶圓廠制造。 O3n_N6| q  
早在2014年5月，豐田汽車宣布通過使用SiC功率半導(dǎo)體，將混合動力汽車的燃油效率提高10％（在日本國土交通省的JC08測試周期下），并減少了汽車的使用。與僅含Si功率半導(dǎo)體的當(dāng)前PCU相比，功率控制單元（PCU）的尺寸縮小了80％。但由于SiC晶圓（基板）不足，豐田還未采用。 w:o-klKXY  
在光電子領(lǐng)域，SiC材料具有與GaN晶格失配小、熱導(dǎo)率高、器件尺寸小、抗靜電能力強、可靠性高等優(yōu)點，是GaN系外延材料的理想襯底，由于其良好的熱導(dǎo)率，解決了功率型GaN-LED器件的散熱問題，特別適合制備大功率的半導(dǎo)體照明用LED，這樣大大提高了出光效率，又能有效的降低能耗。 }a&mY^  
在微波通訊領(lǐng)域，SiC作為一種寬帶隙的半導(dǎo)體材料，同時還具有較寬的工作頻帶，（0~400GHz），加之其優(yōu)異的高溫特性，高擊穿電場，高熱導(dǎo)率和電子飽和速率等特性，在微波通訊領(lǐng)域也占有一席之地。實現(xiàn)了通訊器件的高效能，高機動，高波段和小型化的，特別是在X波段以上的T/R組件，5G通訊基站中的應(yīng)用備受關(guān)注。 FVF-:C
 
業(yè)內(nèi)人士指出，電動汽車行業(yè)是SiC應(yīng)用前景最廣闊的行業(yè)，SiC技術(shù)帶來的電池使用效率顯著提升以及電驅(qū)動裝置重量和體積的縮小正是電動汽車技術(shù)最需要的。而就目前來看，工業(yè)電源行業(yè)是SiC普及和應(yīng)用率較高的行業(yè)，使用碳化硅產(chǎn)品可以顯著提升工業(yè)領(lǐng)域的電能利用效率。 Sx] T/xq  
那么碳化硅半導(dǎo)體有不利之處嗎？就目前而言，成本是將SiC技術(shù)引入更廣泛的電氣和電力產(chǎn)品中的少數(shù)明顯缺點之一。SiC半導(dǎo)體的價格可能是普通硅IGBT的五倍。但回顧過去十年，可以清晰的看到碳化硅市場一直在快速增長，這也得益于碳化硅材料端技術(shù)的發(fā)展，材料成本的不斷降低。因此各大公司都在大力擁抱SiC半導(dǎo)體，國內(nèi)企業(yè)和投資者也在大力推動SiC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 Lc<eRVNd,  
國內(nèi)SiC產(chǎn)業(yè)動作頻頻 E?PGu!&u  
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在全國“大基金”的帶動下，在過去的一年中，全國半導(dǎo)體總投資達到700多億元，其中SiC材料相關(guān)項目涉及65億。三安光電、中科鋼研、天通股份、比亞迪等企業(yè)已經(jīng)開始在SiC襯底片項目進行布局。據(jù)業(yè)內(nèi)從業(yè)人士透露，近幾年，國內(nèi)的碳化硅市場增速非�？�，在節(jié)能減排政策的大背景下，越來越多的國內(nèi)客戶開始使用碳化硅器件來替代傳統(tǒng)硅器件方案，國內(nèi)電源領(lǐng)域的標(biāo)桿企業(yè)也都在大規(guī)模使用碳化硅器件。 )[&_scSa  
為此，國內(nèi)SiC產(chǎn)業(yè)陣容不斷擴大。相比于硅技術(shù)，國內(nèi)碳化硅技術(shù)的發(fā)展更令人欣慰，畢竟國內(nèi)外碳化硅技術(shù)的起跑線是相對接近的。可以看到無論是前端的襯底和外延，還是后端的器件和模組，國內(nèi)都涌現(xiàn)了一批優(yōu)秀的甚至在全球市場都有一席之地的企業(yè)，整個產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)接近實現(xiàn)全國產(chǎn)替代。 Uz%Z&K  
在襯底領(lǐng)域，我國有山東天岳、天科合達、河北同光、世紀(jì)金光、中電集團2所等；外延片領(lǐng)域有東莞天域、瀚天天成、世紀(jì)金光；在SiC功率器件研發(fā)制造方面，國內(nèi)IDM企業(yè)有楊杰電子、基本半導(dǎo)體、蘇州能訊高能半導(dǎo)體、株洲中車時代、中電科55所、中電科13所、泰科天潤、世紀(jì)金光，F(xiàn)abless有上海瞻芯、瑞能半導(dǎo)體，F(xiàn)oundry有三安光電；在模組方面，有嘉興斯達、河南森源、常州武進科華、中車時代電氣。 n,P5o_^:  
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進入2020年來，企業(yè)和投資者關(guān)于SiC的動作不斷。3月12日，合肥市人民政府發(fā)布指出，世紀(jì)金光6英寸碳化硅項目落戶合肥，大基金持股10.55%。合肥產(chǎn)投資本管理的語音基金作為領(lǐng)投方參與了世紀(jì)金光C輪融資。世紀(jì)金光成立于2010年，致力于第三代寬禁帶半導(dǎo)體功能材料和功率器件研發(fā)與生產(chǎn)。近幾年來，世紀(jì)金光創(chuàng)新性地解決了高純碳化硅粉料提純技術(shù)、6英寸碳化硅單晶制備技術(shù)、碳化硅SBD、MOSFET材料、結(jié)構(gòu)及工藝設(shè)計技術(shù)等，已完成從碳化硅材料生產(chǎn)、功率元器件和模塊制備到行業(yè)應(yīng)用開發(fā)與解決方案提供等關(guān)鍵領(lǐng)域的全面布局，是國內(nèi)第一家擁有SiC全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)的半導(dǎo)體公司。 SW(q$i  
今年2月份，全國最大生產(chǎn)規(guī)模的碳化硅產(chǎn)業(yè)基地在山西正式投產(chǎn)。中國電科（山西）碳化硅材料產(chǎn)業(yè)基地一期項目共有300臺設(shè)備。山西爍科晶體有限公司總經(jīng)理李斌介紹：“該碳化硅產(chǎn)業(yè)基地一期的300臺設(shè)備，一個月能生產(chǎn)1200塊碳化硅單晶，單塊的估值在10萬元左右，1200塊就是一個多億�！边@個1000畝的產(chǎn)業(yè)園將串聯(lián)起山西轉(zhuǎn)型綜改示范區(qū)上下游十多個產(chǎn)業(yè)，帶動山西半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)集群迅速發(fā)展，實現(xiàn)中國碳化硅的完全自主供應(yīng)。 nY `2uN~9  
還有也是在2月，比亞迪公布旗下中大型轎車漢EV首次應(yīng)用自研“高性能碳化硅MOSFET電機控制模塊”，助其0-100km/h加速僅需3.9秒！這個成績刷新了之前由全新唐DM創(chuàng)造的4.3秒紀(jì)錄，讓漢EV成為比亞迪量產(chǎn)車家族的新加速冠軍。其電機控制器首次使用了比亞迪自主研發(fā)并制造的高性能碳化硅MOSFET控制模塊，碳化硅模塊能夠降低內(nèi)阻，增加電控系統(tǒng)的過流能力，讓電機將功率與扭矩發(fā)揮到極致，大幅提升了電機的性能表現(xiàn)。 K:yr-#(P/  
再往前時間段，2019年11月26日，露笑科技與中科鋼研、國宏中宇在北京簽署了《中科鋼研節(jié)能科技有限公司與國宏中宇科技發(fā)展有限公司與露笑科技股份有限公司碳化硅項目戰(zhàn)略合作協(xié)議》。這次三方進行共同合作，重點依托中科鋼研及國宏中宇在碳化硅晶體材料生長工藝技術(shù)方面已經(jīng)取得的與持續(xù)產(chǎn)出的研發(fā)成果，結(jié)合露笑科技的真空晶體生長設(shè)備設(shè)計技術(shù)及豐富的裝備制造技術(shù)與經(jīng)驗，共同研發(fā)適用于中科鋼研工藝技術(shù)要求的4英寸、6英寸、8英寸乃至更大尺寸級別的碳化硅長晶設(shè)備，目前首批2臺套升華法碳化硅長晶爐已經(jīng)完成設(shè)備性能驗收交付使用，經(jīng)過優(yōu)化后的碳化硅長晶爐設(shè)備將應(yīng)用于國宏中宇主導(dǎo)的碳化硅產(chǎn)業(yè)化項目中。 <Wl(9$  
2019年8月，華為旗下的哈勃科技投資有限公司投資了國內(nèi)領(lǐng)先的第三代半導(dǎo)體材料公司山東天岳，持股達10％。山東天岳公司成立于 2011 年 12 月，公司自主開發(fā)了全新的高純半絕緣襯底材料，目前量產(chǎn)產(chǎn)品以 4 英寸為主，此外其 4H 導(dǎo)電型碳化硅襯底材料產(chǎn)品主要有 2 英寸、3 英寸、4 英寸及 6 英寸。山東天岳還獨立自主開發(fā)了 6 英寸 N 型碳化硅襯底材料。公司已經(jīng)實現(xiàn)寬禁帶半導(dǎo)體碳化硅材料產(chǎn)業(yè)化，技術(shù)水平達到國際領(lǐng)先。 BzpP7