1：什么是碳化硅

碳化硅（SiC）又叫金剛砂，它是用石英砂、石油焦、木屑、食鹽等原料通過電阻爐高溫冶煉而成，其實碳化硅很久以前就被發現了，它的特點是：化學性能穩定、導熱系數高、熱膨脹系數小、耐磨性能好，硬度大（莫氏硬度為9.5級，僅次于世界上最硬的金剛石（10級））、導熱性能優良、高溫抗氧化能力強等。由于天然含量甚少，碳化硅主要多為人造。


第三代半導體指的是SiC、GaN、ZnO、金剛石（C）、AlN等具有寬禁帶（Eg＞2.3eV）特性的新興半導體材料。碳化硅是目前發展最成熟的第三代半導體材料。

2： 碳化硅晶體結構

碳化硅（SiC）由碳（C）原子和硅（Si）原子組成，密度是3.2g/cm3，天然碳化硅非常罕見，主要通過人工合成。其晶體結構具有同質多型體的特點，在半導體領域最常見的是具有立方閃鋅礦結構的3C-SiC和六方纖鋅礦結構的4H-SiC和6H-SiC

3：碳化硅半導體的優勢

4：碳化硅半導體生產鏈

碳化硅晶片作為半導體襯底材料，經過外延生長、器件制造等環節，可制成碳化硅基功率器件和微波射頻器件。產業化主要以德國英飛凌、美國Cree公司、GE、ST意法半導體體和日本羅姆公司、公司等為代表。

5：碳化硅半導體的優勢

核心用于功率+射頻器件，適用于600V以上高壓場景，包括光伏、風電、軌道交通、新能源汽車、充電樁等電力電子領域。

A：電源/大型服務器：用于電源及功率因數校正器內部，減積減重、提高效率、降低損耗。

B：光伏：用于光伏逆變器中，光伏發電產生的電流為直流電，需要通過逆變器轉換為交流電以實現并網。采用SiC功率器件可以減積減重；提高逆變轉化效率2%左右，綜合轉換效率達到98%；降低損耗，提高光伏發電站經濟效益；SiC材料特性，降低故障率。

C：風電：用于風電整流器、逆變器、變壓器，風力發電產生的交流電易受風力影響使得電壓、電流不穩定，先要經過整流為直流電后再逆變成交流電實現并網，提高效率、降低損耗，同時成本和質量分別減少50%和25%。

D：軍工領域：各種車載、機載、船載、彈載等電源裝置，減積減重、提高效率、降低損耗。

審核編輯 黃宇