碳化硅材料的主要应用

碳化硅（ Silicon Carbide, SiC)具有很好的电学特性，其中禁带宽度 （2.3~3.3eV）约是Si的3倍，击穿电场强度（0.8×10⁶~3×10⁶V/cm）约是Si的10倍，饱和漂移速度（2.7x10⁷cm/s）则是Si 的2.7倍，热导率(4.9W/ (cm •K)）约是Si的3.2倍。Si、GaAs、4H-SiC 三种半导体材料的物理参数见表2-1。

碳化硅材料主要应用于高压功率器件，许多SiC 器件已经投入应用。碳化硅产业链包括碳化硅材料制备、芯片制造、器件销售和设备供应。目前美国在碳化硅的芯片制造和器件销售方面处于领先地位，而日本主要是在碳化硅的设备供应领域处于领先地位。

SiC 是新一代的宽禁带半导体材料，在半导体应用中有极大的发展潜力。SiC 在军事方面的应用有导弹芯片、相控阵雷达、航空母舰等，在新能源方面的应用有 LED 绿色照明。在节能环保方面，SiC 芯片可用于发电/输电逆变器开关，在输送电过程中能够节省 50%~70%的传输损耗电力。在电动汽车方面，SiC 芯片作为车载半导体器件能够实现节能减耗，而且在体积上能够节省 80%左右的空间，为电动汽车产业的发展提供了巨大帮助。在高端装备制造方面，新能源汽车、船舶、航空、航天飞机和宇航开发所需通信系统都需要大量的 SiC芯片。

全球在 SiC 材料的研究及商用化 SiC 功率器件的开发方面尚处于起步阶段，中国的企业亟待对整个产业链进行技术整合，应该及早发展 SiC原材料的纯化技术、SiC晶体生长设备的制造技术、SiC 晶体生长技术、SiC芯片生产技术，以及相关 SiC 器件设计和制造的技术。

审核编辑：汤梓红