以碳化矽為代表的第三代半導體具有高頻、高效、高輸出、耐高壓、耐高溫、抗輻射能力強等優異性能。很多特點符合國家的重大戰略需求，比如節能減排、智能制造、信息安全等。它們支撐著新壹代移動通信、新能源汽車、高鐵列車等產業的自主創新、發展和轉型升級，成為全球半導體技術和產業競爭的焦點。
碳化矽具有明顯的性能優勢。
由於碳化矽的禁帶寬度是矽的三倍，碳化矽器件的漏電流明顯小於矽器件，從而降低了功率損耗。其次，碳化矽能承受高電壓，擊穿電場強度是矽的十幾倍。最後，碳化矽可以耐高溫。碳化矽比矽具有更高的導熱性，這使得它更容易從設備中散熱。但目前各種碳化矽器件的成本是矽基器件的2.4-8倍，其中襯底成本和外延成本最高，分別占47%和23%。
從碳化矽襯底的全球市場格局來看，2018年美國CREE以62%的市場份額獨占鰲頭，其次是美國II-VI，市場份額約為16%。壹般來說，美國制造商主導碳化矽市場。
電動汽車推動碳化矽市場爆發
第三代半導體的另壹個重要產品碳化矽將受益於電動汽車行業的快速增長，迎來爆發機會。
隨著新能源汽車的發展，對功率半導體器件的需求越來越大。數據顯示，傳統燃油汽車中半導體器件的平均價值為355美元，而在新能源汽車中，半導體器件的價值為695美元，幾乎翻了壹番。其中，功率器件的增長最為顯著，從17美元增長到265美元，增長率接近15倍。目前新能源汽車使用的大部分功率半導體都是矽基器件，比如矽基IGBT、矽基MOSFET等。隨著技術和產品的成熟，第三代半導體將逐步取代大部分矽基產品，市場對碳化矽的需求越來越大。
2019以碳化矽為代表的第三代半導體電力電子設備在電動汽車領域進展迅速。全球有20多家汽車制造商在汽車充電器中使用碳化矽設備。特斯拉Model 3逆變器采用ST微電子的全碳化矽功率模塊。各汽車制造商計劃在未來幾年內在主逆變器中使用碳化矽電力電子器件。在充電基礎設施方面，臺達與通用汽車合作開發碳化矽功率半導體器件，並將其應用於壹款400KW可拆卸式快讀充電器。在電驅動方面，科銳攜手，雙方達成戰略合作協議，推動基於碳化矽的逆變器電驅動動力總成的開發。
碳化矽在光伏產業中的應用
在太陽能應用中，基於矽器件的傳統逆變器的成本約占系統的10%，但這是系統能量損失的主要原因之壹。碳化矽MOSFET或碳化矽MOSFET與碳化矽SBD相結合的功率模塊光伏逆變器，可將轉換效率從96%提高到99%以上，降低能耗50%以上，延長設備使用壽命50%，從而達到減小系統體積、提高功率密度、延長設備壽命、降低制造成本的效果。高效率、高功率密度、高可靠性和低成本是未來太陽能逆變器的發展趨勢。碳化矽產品有望逐步取代矽基器件串聯和集中式光伏逆變器。
碳化矽的產業鏈依次是上遊襯底、中遊外延片制造和下遊器件制造。從整個碳化矽行業來看，美、日、歐是行業內的三大巨頭。其中美國是世界上最大的，占世界碳化矽產量的70%到80%。科銳在碳化矽晶圓市場的占有率高達60%；歐洲擁有完整的碳化矽襯底、外延、器件和應用產業鏈，在全球電力電子市場具有強大影響力。日本在設備和模塊開發方面絕對領先。自20世紀80年代以來，美、日、歐等發達國家壹直將寬帶隙半導體技術放在極其重要的戰略地位，以保持其在航空航天、軍事和科技領域的領先地位。這些國家和地區在碳化矽半導體領域處於世界領先地位。碳化矽半導體器件產業化主要以英飛淩、科銳、GE、羅馬、豐田為代表。
國內碳化矽半導體企業正在努力追趕。
與美國、日本和歐洲相比，中國的碳化矽企業在技術和生產能力方面仍有欠缺。中國擁有世界上最大的消費市場，其增長率高於世界平均水平。中國第三代半導體產業自2015以來壹直快速增長。從終端市場來看，其未來的應用將廣泛延伸到人工智能、新能源汽車、自動駕駛、5G技術、車聯網等領域。第三代半導體器件在新興應用領域滲透迅速，國內市場化進度明顯快於國外。目前，我國碳化矽產業鏈已初具規模，具備碳化矽產業化的基礎。國內企業有望在本土市場應用中實現彎道超車，田可何達、山東田玉娥、河北同光等部分代表性企業競爭力不斷提升。
碳化矽半導體具有廣泛的潛在應用，在新能源汽車、太陽能發電等電力相關領域具有潛在價值。隨著下遊產業對重量輕、轉換效率高、發熱量低的半導體功率器件的需求越來越大，用碳化矽替代功率器件中的矽成為產業發展的必然。然而，碳化矽單晶和外延材料的高成本和材料缺陷問題尚未完全解決，制造難度大，不成熟的器件封裝無法滿足高頻高溫應用的需求，全球碳化矽技術與產業仍有壹定差距，壹定程度上限制了碳化矽器件市場的擴大。
碳化矽材料具有優異的耐熱性、耐腐蝕性和導熱性，應用前景十分廣闊。碳化矽作為第三代半導體材料，越來越受到外界的關註，成為國內外的研究熱點。未來發展空間不可限量。在各國加緊布局的同時，也要加快我國碳化矽半導體的整體研發，打造自主的、具有國際競爭力的碳化矽材料和器件產業。
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