碳化硅（SiC）作为第三代半导体的核心材料，凭借其优异的物理和电学特性，正在深刻改变着多个领域。下表总结了其主要应用和优势，方便快速概览：
应用领域 主要应用场景 碳化硅（SiC）的优势 相关技术/产品实例
新能源汽车 主驱动逆变器、车载充电器（OBC）、DC-DC转换器 提高效率、增加续驶里程（据称可增加 6%8）、减少系统重量和体积 混合 SiC 模块1、SiC MOSFET
充电基础设施 直流快速充电站 提高充电效率、支持大功率快速充电、减少充电时间
光伏发电及储能 PV 逆变器、储能转换器（PCS） 提高光电转换效率（据称 SiC 二极管比硅基系统可提高 1.5% 至 2%6）、降低系统损耗、提高功率密度 SiC 二极管6、SiC MOSFET
工业电源及数据中心 服务器电源、电信电源、不间断电源（UPS） 提高电源效率、提高功率密度、降低能耗和散热要求东芝650V SiC MOSFET
5G通信和射频器件射频功率放大器、滤波器等半绝缘碳化硅基射频半导体器件，具有优异的高频、高温和大功率性能。
智能可穿戴设备和AR/光波导：用于AR眼镜和超薄镜片的衍射波导。高折射率、高硬度和高热导率可实现宽视场、全彩成像，消除光学伪影，并有助于实现器件薄型化、轻量化（例如，厚度仅为0.55毫米的AR镜片）和降低成本（预计未来基板成本将大幅下降）。由12英寸碳化硅锭制成的高纯度半绝缘基板和超薄碳化硅衍射波导。
轨道交通与智能电网：牵引变流器、电力电子变压器（PET）、高压直流输电。高耐压、低损耗提升系统效率和可靠性。
碳化硅器件的主要类型
碳化硅主要用于半导体工业制造以下器件，这些器件是上述应用的基础：
碳化硅 MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）：特别适用于高频、高压、高效应用，例如新能源汽车的主逆变器。目前的技术已实现低导通电阻（例如，扬杰科技第三代 SiC MOS 平台的导通电阻低于 3.33mΩ.cm²³）和高温工作（例如，英飞凌的 CoolSiC™ MOSFET G2 系列可在 175°C 的正常工作温度和 200°C 的过载条件下工作）。
碳化硅二极管（主要是肖特基势垒二极管 (SBD)）：几乎没有反向恢复电流，特别适合高频开关应用，例如光伏逆变器和车载充电器，可显著降低开关损耗。
碳化硅模块：将多个碳化硅芯片（如MOSFET、二极管等）集成封装，形成功率模块。例如，用于新能源汽车的主驱动模块，具有功率密度更高、可靠性更高等优势。
🔧 碳化硅的核心优势
碳化硅之所以能够带来这些革命，源于其卓越的材料特性：
高击穿场强：这使得碳化硅器件能够在更高的电压下工作，使其适用于高压应用。
高导热性：有利于散热，使设备能够在更高的温度下运行，并简化冷却系统。
高电子饱和漂移速度：使SiC器件能够在更高的频率下工作，从而减小系统中无源元件（如电感器和电容器）的尺寸和重量。
宽带隙：为SiC器件提供优异的高温稳定性和抗辐射性能。
🌐 SiC行业发展现状
SiC 行业正在经历快速增长和扩张：
持续的市场增长：预计到2030年，SiC功率器件市场规模将超过103亿美元，未来五年的复合年增长率（CAGR）将超过20%。
技术升级：晶圆尺寸正从主流的6英寸向8英寸（可降低单位成本30%以上）和12英寸晶圆发展。
产业链逐步完善：国内企业在衬底、外延、器件设计、制造、模块封装等方面积极布局和进步。
成本趋势：随着材料质量的提高、晶圆尺寸的增大、制造工艺的增强以及产业规模的扩大，碳化硅器件的成本正在逐步下降，为其在更广泛领域的规模化应用奠定了基础。
💎 摘要
碳化硅半导体凭借其优异的物理和电学性能，正成为新能源汽车、可再生能源、工业电源、5G通信以及消费电子等领域创新升级的关键驱动力。虽然目前碳化硅器件（尤其是MOSFET）的制造成本较高、工艺要求严格，但随着技术的不断进步、产业的持续发展和规模的不断扩大，成本有望进一步下降，其应用前景广阔。