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相比IGBT，SiC功率器件具有更高開關(guān)速度、更低開關(guān)損耗、更高效率和耐用性等特點，轉(zhuǎn)化為汽車最直觀的體驗就是續(xù)航能力更長，更易于輕量化車身設(shè)計。特斯拉率先將SiC用于其爆款車型Model 3上，其也成為全球車企SiC上車的代表。 不過，特斯拉在今年3月初的投資者大會上表示，將減少75%的SiC用量，一度引發(fā)SiC未來發(fā)展前景不明的猜測。

國際SiC巨頭在SiC MOSFET領(lǐng)域布局多年，也積累了不少專利。因此，持有關(guān)鍵專利的老牌SiC廠商有望在市場上獲得長期競爭優(yōu)勢。下圖是Yole統(tǒng)計的SiC專利持有者的情況。雖然許多公司都在專注于建立垂直整合的供應鏈以確保其SiC業(yè)務(wù)的長期發(fā)展，但很少有公司在整個SiC價值鏈上開發(fā)出強大的專利組合，國產(chǎn)SiC廠商仍有很大的發(fā)展空間。

X-Fab 與我們的設(shè)備供應商有著悠久的合作歷史，我們在早期增加了專用的 SiC 制造設(shè)備，如注入機和 SiC 外延，這是一個非常好的決定，因為設(shè)備的交貨時間目前正在飛速增長。但這不僅與容量有關(guān)。這也與質(zhì)量有關(guān)。我們的工程師不斷改進 SiC 工藝并支持我們的客戶提高產(chǎn)量和產(chǎn)量，這也是管理 SiC 芯片供應的非常重要的因素。還有專門用于 SiC 的新制造廠。

原因很清楚，但直到最近，SiC 主要還是一種不值得投資的利基技術(shù)。現(xiàn)在，隨著對可在高壓應用中工作的芯片的需求不斷增長，SiC 正在得到更密切的關(guān)注。與硅功率器件的其他潛在替代品不同，SiC 具有熟悉的優(yōu)勢。 SiC 最初用于晶體收音機中的檢波二極管，是最早具有商業(yè)重要性的半導體之一。

汽車電氣化是寬禁帶(WBG功率器件和電子裝置的一大機遇 SiC功率器件的制造SiC襯底的生長比Si更復雜SiC外延技術(shù)成熟度相對較高SiC 晶圓占 SiC 器件成本的 50-70%高壓 (+900 V) SiC 功率器件通常采用縱向配置SiC 器件的理想阻斷電壓由其漂移層的厚度和摻雜決定電壓和開關(guān)頻率需求推動單極與雙極 SiC 器件的選擇SiC制造需要投資特定的設(shè)備和開發(fā)特定的工藝

各位專家分別從各自領(lǐng)域深入研討了“如何從全要素協(xié)同創(chuàng)新、系統(tǒng)發(fā)展，促進SiC產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展”及“中國SiC領(lǐng)域的未來發(fā)展”兩大方向內(nèi)容，闡述了碳化硅功率半導體產(chǎn)業(yè)機遇與產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，基于我國在SiC領(lǐng)域做了大量的長時間技術(shù)積累，擁有完整的產(chǎn)業(yè)鏈及最大的應用市場，不久的將來SiC產(chǎn)業(yè)一定會支撐我國“碳達峰”和“碳中和”戰(zhàn)略，引領(lǐng)我國第三代半導體產(chǎn)業(yè)向上發(fā)展，形成億萬級市場。

右上圖表示Si的SBD、PND、FRD和SiC-SBD耐壓的覆蓋范圍。可以看出SiC-SBD基本覆蓋了PND/FRD的耐壓范圍。SiC-SBD可同時實現(xiàn)高速性和高耐壓，與PND/FRD相比Err（恢復損耗）顯著降低，開關(guān)頻率也可提高，因此可使用小型變壓器和電容器，有助于設(shè)備小型化。

而SiC-SBD因為SiC本身基本上沒有溫度依賴性，所以反向電流特性基本沒有變化。將trr的差制作了右上的圖表，通過對兩種Si-FRD的比較，發(fā)現(xiàn)SiC-SBD的trr基本上不存在溫度依賴性。 下段的波形圖表示與正向偏置時的正向電流IF的關(guān)系。由波形圖可觀察到SiC-SBD幾乎不受影響。

另外，SiC器件的導通電阻更低、芯片尺寸更小、工作頻率更高，能夠使電動汽車適應更加復雜的行駛工況。隨著SiC良率的提升、成本的降低，SiC功率器件在新能源汽車上的裝機量會大幅上升，SiC功率器件的車用需求也會迎來跨越式發(fā)展。

▲全球汽車廠商部分車型逆變器技術(shù)碳化硅SiC功率模塊量產(chǎn)時間現(xiàn)如今，隨著新能源電動汽車爆發(fā)式增長，氮化硅陶瓷基板升級SiC功率模塊，對提升新能源汽車加速度、續(xù)航里程、輕量化、充電速度、電池成本5項性能尤為重要。全球眾多汽車廠商在新出的新能源電動汽車車型上，大都采用了或者準備采用氮化硅陶瓷基板升級SiC功率模塊。

據(jù)了解，在KEC獲得該項目的研究成果之前，全球僅有兩家公司能夠量產(chǎn)1200V溝槽型SiC MOSFET。在溝槽型SiC功率半導體上，韓國100%依賴進口。因此，在2017年10月，KEC的“1200V溝槽型SiC MOSFET器件”項目被韓國政府選定為國家項目。

而泰科天潤已經(jīng)量產(chǎn)SiC SBD，產(chǎn)品涵蓋600V/5A～50A、1200V/5A～50A和1700V/10A系列。深圳基本半導體則擁有3D SiC技術(shù)，推出了1200V SiC MOSFET產(chǎn)品。瀚薪獨創(chuàng)集成型碳化硅JMOSFET結(jié)構(gòu)技術(shù)，推出全球唯一量產(chǎn)的SiC JMOS產(chǎn)品，實現(xiàn)了碳化硅的DMOSFET和JBS（肖特基二極管）的芯片內(nèi)集成。

而SiC-SBD因為SiC本身基本上沒有溫度依賴性，所以反向電流特性基本沒有變化。將trr的差制作了右上的圖表，通過對兩種Si-FRD的比較，發(fā)現(xiàn)SiC-SBD的trr基本上不存在溫度依賴性。 下段的波形圖表示與正向偏置時的正向電流IF的關(guān)系。由波形圖可觀察到SiC-SBD幾乎不受影響。

今年4月，Wolfspeed紐約工廠開業(yè)，宣告8吋SiC提前2年量產(chǎn)。而最近，意法半導體和羅姆也公布了8吋SiC量產(chǎn)時間——2023年，量產(chǎn)進程也提前了1-2年，而且從襯底、外延到SiC MOSFET都將是8吋線。8吋SiC量產(chǎn)，對外延、器件等環(huán)節(jié)有哪些影響？如何推動國產(chǎn)SiC襯底加快邁入8吋時代？今天，我們就來聊聊相關(guān)話題。

據(jù)行家說《2022碳化硅（SiC）產(chǎn)業(yè)調(diào)研白皮書》統(tǒng)計，廣汽集團已先后投資了SiC襯底廠商天岳先進以及基本半導體等SiC器件和模塊廠商。廣汽的碳化硅投資版圖 來源：《2022碳化硅（SiC）產(chǎn)業(yè)調(diào)研白皮書》基本半導體今年6月份，廣汽參與了基本半導體的C2輪融資。

圖2 網(wǎng)格劃分收斂性分析 2.3 雙面散熱功率模塊的熱分析載荷及邊界條件 仿真中 SiC 芯片發(fā)熱功率為 100W，使用體熱生成載荷施加在 SiC 芯片上，體熱 流密度為 21367mW/mm3。

SiC功率MOSFET由于其出色的物理特性，在充電樁及太陽能逆變器等高頻應用中日益得到重視。因為SiC MOSFET開關(guān)頻率高達幾百K赫茲，門極驅(qū)動的設(shè)計在應用中就變得格外關(guān)鍵。因為在短路過程中SiC MOSFET的高短路電流會產(chǎn)生極高的熱量，因此SiC MOSFET需要快速的短路檢測與保護。同時，電流關(guān)斷速率也需要控制在一定范圍內(nèi)，防止關(guān)斷時產(chǎn)生過高的電壓尖峰。

在電力電子行業(yè)，碳化硅（SiC）正成為備受關(guān)注的一種半導體材料。SiC是一種半導體和硅的替代方案，以其高導電性和低熱膨脹性而著稱，可實現(xiàn)高溫應用。

Arche公司成立于2014年，是一家專注于通過蒸鍍SiC Epi，為半導體設(shè)備廠商供應SiC材料的專業(yè)廠商。成果開發(fā)出電力半導體核心技術(shù)之一SiC Epitaxy（Epi）晶圓。去年成功引進了100億韓元（約5496萬人民幣）的投資，今年開始預計將正式產(chǎn)生銷售額。基于SiC的電力半導體市場一般按照SiC晶圓→SiC Epi→芯片廠商→模組→需求企業(yè)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成價值鏈。

為了滿足 SiC 器件在不同應用領(lǐng)域 對電阻等參數(shù)的特定要求，必須在襯底上進行滿足條件的外延后才可制作器件，因 此外延質(zhì)量的好壞將會影響 SiC 器件的性能。目前 SiC 襯底上常見外延有 SiC 同質(zhì)外 延和 GaN 異質(zhì)外延，前者用于功率器件，后者用于射頻器件。 目前主要使用 CVD 法進行外延。