碳化矽（SiC）作為第三代半導體的核心材料，憑藉其優異的物理和電特性，正在深刻改變多個領域。下表總結了其主要應用和優勢，方便快速概覽：
應用領域 主要應用情境 碳化矽（SiC）的優勢 相關技術/產品實例
新能源汽車 主驅動逆變器、車載充電器（OBC）、DC-DC轉換器 提高效率、增加續駛里程（據稱可增加 6%8）、減少系統重量和體積 混合 SiC 模組1、SiC
MOETSF
充電逆變器、儲能轉換器（PCS） 提高光電轉換效率（據稱 SiC 二極體比矽基系統可提高 1.5% 至 2%6）、降低系統損耗、提高功率密度 SiC 二極管6、SiC MOSFET
工業電源及資料中心 耗電源供應器、電信電源、不間斷電源供應器（UPS）
5G通訊和射頻元件射頻功率放大器、濾波器等半絕緣碳化矽基射頻半導體裝置，具有優異的高頻、高溫和高功率性能。
智慧型穿戴裝置和AR/光波導：用於AR眼鏡和超薄鏡片的衍射波導。高折射率、高硬度和高熱導率可實現寬視野、全彩成像，消除光學偽影，並有助於實現裝置薄型化、輕量化（例如，厚度僅為0.55毫米的AR鏡片）和降低成本（預計未來基板成本將大幅下降）。由12吋碳化矽錠製成的高純度半絕緣基板和超薄碳化矽衍射波導。
軌道運輸與智慧電網：牽引變流器、電力電子變壓器（PET）、高壓直流輸電。高耐壓、低損耗提升系統效率與可靠性。
碳化矽元件的主要類型
碳化矽主要用於半導體工業製造下列裝置，這些元件是上述應用的基礎：
碳化矽 MOSFET（金屬氧化物半導體場效電晶體）：特別適用於高頻、高壓、高效率應用，例如新能源汽車的主逆變器。目前的技術已實現低導通電阻（例如，揚傑科技第三代 SiC MOS 平台的導通電阻低於 3.33mΩ.cm²³）和高溫工作（例如，英飛凌的 CoolSiC™ MOSFET G2 系列可在 175°C 的正常工作溫度和 200°C 的過載條件下工作）。
碳化矽二極體（主要是肖特基勢壘二極體 (SBD)）：幾乎沒有反向恢復電流，特別適合高頻開關應用，例如光伏逆變器和車載充電器，可顯著降低開關損耗。
碳化矽模組：將多個碳化矽晶片（如MOSFET、二極體等）整合封裝，形成功率模組。例如，用於新能源汽車的主驅動模組，具有功率密度更高、可靠性更高等優勢。
🔧 碳化矽的核心優勢
碳化矽之所以能帶來這些革命，源自於其卓越的材料特性：
高擊穿場強：這使得碳化矽元件能夠在更高的電壓下工作，使其適用於高壓應用。
高導熱性：有利於散熱，使設備能夠在更高的溫度下運行，並簡化冷卻系統。
高電子飽和漂移速度：使SiC元件能夠在更高的頻率下工作，從而減少系統中被動元件（如電感器和電容器）的尺寸和重量。
寬頻隙：為SiC裝置提供優異的高溫穩定性和抗輻射性能。
🌐 SiC產業發展現狀
SiC 行業正在經歷快速成長和擴張：
持續的市場成長：預計到2030年，SiC功率元件市場規模將超過103億美元，未來五年的複合年增長率（CAGR）將超過20%。
技術升級：晶圓尺寸正從主流的6吋向8吋（可降低單位成本30%以上）和12吋晶圓發展。
產業鏈逐步完善：國內企業在基板、外延、裝置設計、製造、模組封裝等方面積極佈局和進步。
成本趨勢：隨著材料品質的提高、晶圓尺寸的增加、製造流程的增強以及產業規模的擴大，碳化矽元件的成本正在逐步下降，為其在更廣泛領域的規模化應用奠定了基礎。
💎 摘要
碳化矽半導體憑藉其優異的物理和電氣性能，正成為新能源汽車、再生能源、工業電源、5G通訊以及消費性電子等領域創新升級的關鍵驅動力。雖然目前碳化矽元件（尤其是MOSFET）的製造成本較高、製程要求嚴格，但隨著技術的不斷進步、產業的持續發展和規模的不斷擴大，成本有望進一步下降，其應用前景廣闊。