进击的第三代半导体——碳化硅器件

进击的第三代半导体——碳化硅器件:

碳化硅具有高击穿电场强度（10倍于硅材料）以及低本征载流子浓度（常温下为硅材料的10-20）等特点，一方面高击穿电场强度使得碳化硅功率电子器件拥有比硅基器件更优越的耐压特性和更小的导通阻抗；另一方面低本征载流子浓度使得碳化硅器件具有最高可达600℃的理论结温，为器件的高温应用提供了基础。同时碳化硅材料具有的高饱和和迁移速度和低介系数也为器件带来了良好的高频特性。因此，碳化硅器件在高电压、大容量、高温、高频率的应用中具有广泛前景。

目前，国内外碳化硅功率电子分立器件商业化产品主要有功率二极管和SiC MOSFET。SiC功率二极管分为肖特基二极管（SBD）、PIN二极管和结势垒控制肖特基二极管三种。

其中，碳化硅SBD是最早商业化的碳化硅功率电子分立器件，极大简化了电路中为了抑制开关损耗和保证安全的软开关电路等额外元器件。单极型的器件工作特性使得它在高频电力电子电路中拥有巨大的优势，目前在高频电力电子领域得到了广泛的应用。

随着国内对碳化硅功率分立器件生产应用的推进，对于传统产品替代效应初显。同时由于性能优越，市场前景广阔，越来越多的相关企业投身其中，带动技术工艺水平不断提高，产品技术产业化水平不断成熟，成本不断趋低，与传统产品的价格竞争壁垒在不断降低。

碳化硅分立器件在航天航空、新能源汽车以及家电等行业的应用上具备很大的性能优势，在欧美等发达国家的工业领域已得到广泛应用。伴随我国工业水平的不断进步，国内的需求也在日益提升，未来碳化硅器件在我国拥有巨大的市场机会。