作者/星空下的烤包子
编辑/菠菜的星空
排版/星空下的白菜
这两年，第三代半导体材料碳化硅（SiC）吹得很响，如雷贯耳。
去年，有媒体将年誉为“碳化硅爆发元年”。到了今年，又有人将年誉为“碳化硅功率芯片应用的新元年”，不知道明年还能不能提出新的口号（此处参考“21世纪是生物学的世纪”）。资本市场也是闻风而动，与碳化硅擦点边的标的都是扶摇直上。
然而，国内碳化硅的技术水平，特别是衬底的水平，和海外龙头有着不止一点点的差距，产能上也差了两三个数量级。更为要命的是，海外龙头规划了大量的新增产能，这些产能大多在年左右满产或投产。彼时，国内碳化硅将几无立锥之地。
一、SiC是最适合功率器件的材料
由硅组成的半导体材料改变了我们的生活，相信在未来很长的一段时间里，硅半导体依然会是主流。在硅材料几十年的发展过程中，也遇到了一些问题，很多人尝试用不同的材料去替代它。半导体材料也发展了三代。碳化硅就是第三代半导体材料。由于SiC具有宽禁带宽度，从而导致其有高击穿电场强度等材料特性。受益于SiC的材料特性，SiC功率器件具有耐高压、体积小、功耗低、耐高温等优势。
资料来源：公开信息整理
这种优势主要体现在功率器件上。基于前述特性，相同规格的SiC-MOSFET比Si-MOSFET相比，导通电阻降低为1/，尺寸减小为1/10；相同规格的使用SiC-MOSFET的逆变器和使用Si-IGBT相比，总能量损失小于1/4。
资料来源：ROHM
功率器件是电力电子行业的重要基础元器件之一，广泛应用于电力设备的电能转化和电路控制等领域，是工业体系中不可或缺的核心半导体产品。新能源汽车的快速增长为功率器件带来了广阔的发展空间。
资料来源：YoleDevelopment、天科合达
碳化硅MOSFET替代硅基IGBT是大势所趋。SiC-MOSFET具有导通电阻低，开关损耗小的特点，更适合应用于高频电路。在新能源汽车电机控制器、车载电源、太阳能逆变器、充电桩、UPS等领域有广泛应用。
关于碳化硅，我们还有几点需要明确。首先，SiC并不能全面替代硅。碳化硅的优势是耐高压、耐高温、低能量损耗，但这些优势在消费电子产品中完全体现不出来。相反地，SiC晶圆制备困难，成本过高，且刻蚀困难，因此无法全面替代硅材料。
其次，碳化硅和氮化镓的性能各有侧重，应用领域不同。SiC侧重高压，GaN侧重于高频，两种材料的竞争属性不大，应用场景也不尽相同。
资料来源：Wolfspeed