碳化硅半导体与行业的未来！

虽然SiC在电子应用中的使用可以追溯到1900年代初，但它作为半导体材料的使用直到1990年代才开始真正获得关注。正是在这一点上，它首次用于肖特基二极管、场效应管和MOSFET。虽然SiC具有使其在处理高频、高功率和高温负载方面具有独特的优势，但其采用速度很慢，主要是因为生产中的问题。

在自然界中，SiC是一种极其罕见的物质，主要存在于陨石的残余物中。虽然它可以合成创建，但早期的努力产生了不一致的结果。边缘错位、三角形缺陷和其他问题减缓了SiC作为半导体的商业化，尽管它有许多潜在的应用，但其使用仍然相对罕见。

但是，是什么让SiC成为如此有效的半导体呢？作为一种宽带隙半导体材料，它比其他半导体材料（如传统硅）具有更广泛的能量差，这使其具有更高的热和电子性能。这使得该材料成为高功率、高温和高频应用中的明星。事实上，与硅半导体相比，SiC的介电击穿强度提高了10×，能量带隙提高了3×导热率提高了3×。

这些性能优势可提高整体系统效率，同时提高功率密度并降低系统损耗。

如前所述，虽然SiC作为半导体材料的实力已经为人所知多年，但生产问题使得采用缓慢。然而，如今，Wolfspeed、英飞凌、安森美等制造商已经改进了制造工艺，因此早期对SiC质量的担忧在很大程度上已成为过去。因此，它的使用量正在快速增长。

目前，具有碳化硅专业知识的半导体制造商发现自己处于诱人的位置。制造工艺得到了显著改进，提高了合成SiC的产量和可靠性。同时，需要SiC等材料的性能要求的应用也在迅速增加。其结果是一个基于SiC的设备以惊人的速度增长的市场。

让我们探索一下SiC正在站稳脚跟的一些行业。

电动汽车使用情况

碳化硅半导体最大的增长市场之一是电动汽车（EV）和电动汽车充电系统。在车辆方面，SiC是电机驱动的绝佳选择——不仅在我们道路上的电动汽车中，而且在电动火车中。

SiC的性能和可靠性使其成为电机驱动电源系统的绝佳选择，并且由于其高性能尺寸比以及基于SiC的系统通常需要使用较少的整体组件这一事实，使用SiC可以减小系统尺寸并减轻重量——这是电动汽车效率的关键考虑因素。

SiC在电动汽车电池充电系统中的应用也越来越多。采用电动汽车的最大障碍之一是补充电池所需的时间，制造商正在寻找减少充电时间的方法——对许多人来说，答案是碳化硅。通过在板外充电解决方案中使用SiC功率组件，电动汽车充电站制造商可以利用SiC的快速开关速度和高功率传输能力来提供更好的充电性能。结果是充电时间缩短了2×。

随着越来越多的组织进行数字化转型，数据中心在各种规模和垂直行业的企业中的作用只会越来越大。这些数据中心充当各种关键任务数据的中枢神经系统，对于持续和成功的业务运营至关重要，但这是有代价的。

事实上，国际能源署估计，数据中心消耗了全球所有电力的1%，这还不包括用于加密货币挖矿的能源。这种能源消耗的最大驱动因素之一是用于保持这些数据中心凉爽的电力，空调和风扇系统需要一年24天、每天365小时运行。

随着消费者和市政层面对电动汽车的需求不断增长，以及对数据中心日益增长的需求，以支持物联网、软件和其他数据密集型操作产生的大量数据，SiC无疑是未来的半导体。

随着越来越多的制造商扩大其SiC产品，生产流程不断改进并降低成本。随着应用的增长，SiC在未来几年仍将是半导体设计的关键部分。

无锡国晶微半导体技术有限公司是宽禁带第三代半导体碳化硅SiC功率器件、氮化镓GaN光电器件以及常规集成电路研发及产业化的高科技创新型企业，从事碳化硅场效应管，碳化硅肖特基二极管、GaN光电光耦继电器、单片机集成电路等产品芯片设计、生产与销售并提供相关产品整体方案设计配套服务，总部位于江苏省无锡市高新技术开发区内，并在杭州、深圳和香港设有研发中心和销售服务支持中心及办事处。

公司具有国内领先的研发实力，专注于为客户提供高效能、低功耗、低阻值、品质稳定的碳化硅高低功率器件及光电集成电路产品，同时提供一站式的应用解决方案和现场技术支持服务，使客户的系统性能优异、灵活可靠，并具有成本竞争力。

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特别在低压光耦半导体技术方面更是拥有业内领先的研发团队。在国内创先设计开发了28nm 光敏光栅开关PVG芯片技术，并成功量产应用于60V、400V、600V高低压、低内阻、低电容的光电耦合继电器芯片、涵盖1500kVrms SOP超小封装及3750kVrms 隔离增强型常规SMD、DIP等不同封装，单路、双路、混合双路、常开常闭等电路产品，另包括200V SOI MOS/LIGBT集成芯片、100V CMOS/LDMOS集成芯片、8bit及32bit单片机等集成电路产品，均获得市场及各重点科研单位、检测机构的新产品认定。

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审核编辑：汤梓红