碳化硅行業(yè)情況
信息來源于：互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布于：2021-12-10
01、碳化硅（SiC）是高功率器件理想材料
硅是半導體行業(yè)第一代基礎材料，目前全球95%以上的集成電路元器件是以硅為襯底制造的。目前，隨著電動汽車、5G等應用的發(fā)展，高功率、耐高壓、高頻率器件需求快速增長。
當電壓大于900V，要實現(xiàn)更大功率時，硅基功率MOSFET和IGBT就暴露出短板，其在轉(zhuǎn)換效率，開關頻率，工作溫度等多方面都將受限。而碳化硅(SiC)材料由于具有禁帶寬度大(Si的3倍)、熱導率高(Si的3.3倍或GaAs的10倍)、電子飽和遷移速率高(Si的2.5倍)和擊穿電場高(Si的10倍或GaAs的5倍)等性質(zhì)，SiC器件在高溫、高壓、高頻、大功率電子器件領域和航天、軍工、核能等極端環(huán)境應用領域有著不可替代的優(yōu)勢，彌補了傳統(tǒng)半導體材料器件在實際應用中的缺陷，正逐漸成為功率半導體的主流。
碳化硅是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑（生產(chǎn)綠色碳化硅時需要加食鹽）等原料通過電阻爐高溫冶煉而成。
02、SiC功率半導體器件優(yōu)勢
第三代半導體，由于在物理結(jié)構(gòu)上具有能級禁帶寬的特點，又稱為寬禁帶半導體，主要是以氮化鎵和碳化硅為代表，其在半導體性能特征上與第一代的硅、第二代的砷化鎵有所區(qū)別，使得其能夠具備高禁帶寬度、高熱導率、高擊穿場強、高電子飽和漂移速率等優(yōu)勢，從而能夠開發(fā)出更適應高溫、高功率、高壓、高頻以及抗輻射等惡劣條件的小型化功率半導體器件，可有效突破傳統(tǒng)硅基功率半導體器件及其材料的物理極限。
整體來看，碳化硅的耐高壓能力是硅的10倍、耐高溫能力是硅的2倍、高頻能力是硅的2倍，與硅基模塊相比，碳化硅二極管及開關管組成的模塊（全碳模塊），不僅具有碳化硅材料本征特性優(yōu)勢，還可以縮小模塊體積50%以上、消減電子轉(zhuǎn)換損耗80%以上，從而降低綜合成本。
