SiC作为半导体材料具有优异的性能，尤其是用于功率转换和控制的功率元器件。与传统硅器件相比可以实现低导通电阻、高速开关和耐高温高压工作，因此在电源、汽车、铁路、工业设备和家用消费电子设备中倍受欢迎。虽然SiC最后通过人工合成可以制造，但因加工极其困难，所以SiC功率元器件量产化曾一度令研究者们头疼。

※ 啥是碳化硅（SiC）？

碳化硅是由碳元素和硅元素组成的一种化合物半导体材料。碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）、氮化铝（ALN）、氧化镓（Ga2O3）等，因为禁带宽度大于2.2eV统称为宽禁带半导体材料，在国内也称为第三代半导体材料。

在半导体业内从材料端分为：

[敏感词]代元素半导体材料：如硅（Si）和锗(Ge)；

第二代化合物半导体材料：如砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）等；

第三代宽禁带材料：如碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氮化铝（ALN）、氧化镓（Ga2O3）等。

其中碳化硅和氮化镓是目前商业前景最明朗的半导体材料，堪称半导体产业内新一代“黄金赛道”。

历史上人类[敏感词]次发现碳化硅是在1891年，美国人艾奇逊在电溶金刚石的时候发现一种碳的化合物，这就是碳化硅首次合成和发现。在经历了百年的探索之后，特别是进入21世纪以后，人类终于理清了碳化硅的优点和特性，并利用碳化硅特性，做出各种新器件，碳化硅行业得到较快发展。

相比传统的硅材料，碳化硅的禁带宽度是硅的3倍；导热率为硅的4-5倍；击穿电压为硅的8倍；电子饱和漂移速率为硅的2倍。种种特性意味着碳化硅特别适于制造耐高温、耐高压，耐大电流的高频大功率的器件。

目前已知的碳化硅有约200种晶体结构形态，分立方密排的闪锌矿α晶型结构（2H、4H、6H、15R）和六角密排的纤锌矿β晶型结构（3C-SiC）等。

其中β晶型结构（3C-SiC）可以用来制造高频器件以及其他薄膜材料的衬底，例如用来生长氮化镓外延层、制造碳化硅基氮化镓微波射频器件等。α晶型4H可以用来制造大功率器件；6H最稳定，可以用来制作光电器件。

※ 碳化硅的性能优势

如果只算碳化硅芯片，在功率半导体方面碳化硅的对比传统硅基功率芯片，有着无可比拟的优势：碳化硅能承受更大的电流和电压、更高的开关速度、更小的能量损失、更耐高温。因此用碳化硅的做成的功率模组可以相应的减少了电容、电感、线圈、散热组件的部件，使得整个功率器件模组更加轻巧、节能、输出功率更强，同时还增强了可靠性，优点十分明显，具体总结如下：

1、更低的阻抗，带来更小尺寸的产品设计和更高的效率；

2、适用于更高频率和更快的开关速度；

3、[敏感词]的高温特性，能在更高温度下工作。

※ 为什么碳化硅这么贵？

所有人都知道碳化硅未来巨大的商业前景，但是所有投身这个行业的就会遇到[敏感词]条最现实的问题，材料怎么办？

目前传统硅基产业极其成熟的商业环境，至少有一大半原因是硅材料较为容易得到。硅材料成熟且高效的制备技术使得硅材料目前十分低廉，目前6英寸硅抛光片仅150元，8英寸300元，12英寸850元左右。

只有原材料足够便宜，产业规模才可能做大！

目前用直拉法，72小时能生长出2-3米左右的硅单晶棒，一根单晶棒一次能切下上千片硅片。

你知道72小时能长多少厚碳化硅单晶体吗？只有几厘米都不到！！！

目前最快的碳化硅单晶生长的方法，生长速度在0.1mm/h-0.2mm/h左右，因此72小时也仅有7.2mm~14.4mm厚度的晶体。

所以大家可以想象，生产出来的碳化硅单晶片能贵成啥样了。目前4英寸碳化硅衬底售价在2000-3000元左右，6英寸衬底更是达到6000-8000元的水平，外延片至少再X2的价格以上，而且还有价无货。

作为全世界碳化硅龙头企业，美国科锐（Cree）几乎垄断了70%以上的产能，因此国内外下游厂家，纷纷和科锐签订长期合约锁定产能。

※ 碳化硅的市场

碳化硅MOSFET和碳化硅二极管用于太阳能，UPS，工业，汽车等应用：主要集中在光伏储能中的逆变器，数据中心服务器的UPS电源，智能电网充电站等需要转换效率较高的领域。但是随着近些年电动和混合动力汽车（xEV）的发展，SiC也在这个新领域迅速崛起，辐射的产业包括能源（PV，EV充电，智能电网等）、汽车（OBC,逆变器）、基础设施（服务器）等。

综上，在不远的将来，我们能预想到碳化硅会对电力电子行业产生革命性影响！

免责声明：本文转载自“今日半导体”，支持保护知识产权，转载请注明原出处及作者，如有侵权请联系我们删除。

公司电话：+86-0755-83044319
传真/FAX：+86-0755-83975897
邮箱：1615456225@qq.com
QQ：3518641314 李经理  

QQ：332496225   丘经理

地址：深圳市龙华新区民治大道1079号展滔科技大厦C座809室