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    如今，熱門(mén)話題碳化硅(SiC)連同半導(dǎo)體材料，已經(jīng)發(fā)展了幾十年。第 一代硅半導(dǎo)體接近完全結(jié)晶，對(duì)硅材料的研究也非常深入。基于硅材料的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)設(shè)備在結(jié)構(gòu)和技術(shù)上也經(jīng)過(guò)了多代的優(yōu)化和更新，接近硅材料的極限，提高基于硅材料的設(shè)備性能的潛力越來(lái)越小。氮化鎵、碳化硅等第三代半導(dǎo)體具有優(yōu)異的物理性能，為進(jìn)一步提高電力電子設(shè)備的性能提供了更大的空間。

    1、什么是碳化硅？

    碳化硅是由硅和碳組成的化合物半導(dǎo)體材料。它的結(jié)合力很強(qiáng)，在熱、化學(xué)、機(jī)械方面都很穩(wěn)定。碳化硅(多晶)有各種不同的物理性質(zhì)。4H-SiC適合功率元件。下表是Si與近年來(lái)經(jīng)常聽(tīng)到的半導(dǎo)體材料的對(duì)比。

    2.碳化硅有什么用？

    以碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體大功率電子器件是電力電子領(lǐng)域發(fā)展快的功率半導(dǎo)體器件之一。碳化硅作為第三代半導(dǎo)體材料的典型代表，也是晶體生產(chǎn)技術(shù)和器件制造中成熟、應(yīng)用廣泛的寬帶隙半導(dǎo)體材料之一，已經(jīng)形成了材料、器件和應(yīng)用的全球產(chǎn)業(yè)鏈。它是高溫、高頻、抗輻射和高功率應(yīng)用的理想半導(dǎo)體材料。碳化硅動(dòng)力設(shè)備可以顯著降低電子設(shè)備的能耗，因此碳化硅設(shè)備也被稱(chēng)為推動(dòng)新能源變革的綠色能源設(shè)備。

    3.新能源汽車(chē)和UPS等電力電子領(lǐng)域。新能源汽車(chē)行業(yè)要求變頻器(即電機(jī)驅(qū)動(dòng))的半導(dǎo)體功率模塊在處理強(qiáng)度高電流時(shí)具有遠(yuǎn)高于普通工業(yè)變頻器的可靠性，在大電流功率模塊中具有更好的散熱性。快速、耐高溫、可靠的半導(dǎo)體碳化硅模塊完全滿(mǎn)足新能源汽車(chē)的要求。半導(dǎo)體碳化硅功率模塊的小型化可以大大降低新能源汽車(chē)的功耗，使其在200℃仍能正常工作。更輕更小的設(shè)備減輕了重量，減少了汽車(chē)本身重量帶來(lái)的能耗。

    半導(dǎo)體碳化硅材料不僅在新能源汽車(chē)的節(jié)能方面發(fā)揮著重要作用，而且在高速鐵路、太陽(yáng)能、風(fēng)能、電力運(yùn)輸、不間斷電源(UPS)等電力電子領(lǐng)域也發(fā)揮著優(yōu)異的節(jié)能環(huán)保作用。4.使電子設(shè)備體積變小，筆記本適配器體積縮小80%，變電站體積縮小到行李箱大小。這是碳化硅半導(dǎo)體所期待的。隨著國(guó)家對(duì)第三代半導(dǎo)體材料的重視，中國(guó)半導(dǎo)體材料市場(chǎng)近年來(lái)發(fā)展迅速。其中，碳化硅基材料備受關(guān)注。盡管如此，工業(yè)問(wèn)題仍然需要解決。

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