为何“死磕”碳化硅

一直以来，硅是制造半导体芯片最常用的材料，目前90%以上的半导体产品是以硅为衬底制成的。究其原因，是硅的储备量大，成本比较低，并且制备比较简单。然而，硅在光电子领域和高频高功率器件方面的应用却受阻，且硅在高频下的工作性能较差，不适用于高压应用场景。这些限制让硅基功率器件已经渐渐难以满足新能源车及高铁等新兴应用对器件高功率及高频性能的需求。

Si、SiC材料特性对比    

与硅相比，SiC具有一系列优良的物理化学特性，如：

更强的高压特性。碳化硅的击穿电场强度是硅的10余倍，使得碳化硅器件耐高压特性显著高于同等硅器件。

碳化硅耐压特性优异

更好的高温特性。碳化硅相较硅拥有更高的热导率，使得器件散热更容易，极限工作温度更高。耐高温特性可以带来功率密度的显著提升，同时降低对散热系统的要求，使终端可以更加轻量和小型化。

更低的能量损耗。碳化硅具有2倍于硅的饱和电子漂移速率，使得碳化硅器件具有极低的导通电阻，导通损耗低；碳化硅具有3倍于硅的禁带宽度，使得碳化硅器件泄漏电流比硅器件大幅减少，从而降低功率损耗；碳化硅器件在关断过程中不存在电流拖尾现象，开关损耗低，大幅提高实际应用的开关频率。   

碳化硅器件体积更小、节能性更好

这么棒的半导体材料，你不喜欢吗？

尤其地，当前我国正在经历“碳达峰”阶段，并逐步过渡到“碳中和”时代。这是一个系统工程：一方面通过技术创新，实现能源结构的转型，如加大对以风电、光伏为代表的新能源比例的利用；另一方面完成节能环保新技术、新设备和产品的突破与开发，提高能源使用效率。当前我国大力发展的新能源汽车、光伏、智能电网、储能等低碳新产业、新技术将会成为非常重要的市场领域，这其中，碳化硅功率半导体将扮演非常重要的角色。在实现“碳中和”的大背景下，碳化硅材料将成为绿色经济的中流砥柱。