雖然SiC在電子應(yīng)用中的使用可以追溯到1900年代初，但它作為半導(dǎo)體材料的使用直到1990年代才開(kāi)始真正獲得關(guān)注。正是在這一點(diǎn)上，它首次用于肖特基二極管、場(chǎng)效應(yīng)管和MOSFET。雖然SiC具有使其在處理高頻、高功率和高溫負(fù)載方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，但其采用速度很慢，主要是因?yàn)樯a(chǎn)中的問(wèn)題。

在自然界中，SiC是一種極其罕見(jiàn)的物質(zhì)，主要存在于隕石的殘余物中。雖然它可以合成創(chuàng)建，但早期的努力產(chǎn)生了不一致的結(jié)果。邊緣錯(cuò)位、三角形缺陷和其他問(wèn)題減緩了SiC作為半導(dǎo)體的商業(yè)化，盡管它有許多潛在的應(yīng)用，但其使用仍然相對(duì)罕見(jiàn)。

但是，是什么讓SiC成為如此有效的半導(dǎo)體呢？作為一種寬帶隙半導(dǎo)體材料，它比其他半導(dǎo)體材料（如傳統(tǒng)硅）具有更廣泛的能量差，這使其具有更高的熱和電子性能。這使得該材料成為高功率、高溫和高頻應(yīng)用中的明星。事實(shí)上，與硅半導(dǎo)體相比，SiC的介電擊穿強(qiáng)度提高了10×，能量帶隙提高了3×導(dǎo)熱率提高了3×。

這些性能優(yōu)勢(shì)可提高整體系統(tǒng)效率，同時(shí)提高功率密度并降低系統(tǒng)損耗。

如前所述，雖然SiC作為半導(dǎo)體材料的實(shí)力已經(jīng)為人所知多年，但生產(chǎn)問(wèn)題使得采用緩慢。然而，如今，Wolfspeed、英飛凌、安森美等制造商已經(jīng)改進(jìn)了制造工藝，因此早期對(duì)SiC質(zhì)量的擔(dān)憂在很大程度上已成為過(guò)去。因此，它的使用量正在快速增長(zhǎng)。

目前，具有碳化硅專業(yè)知識(shí)的半導(dǎo)體制造商發(fā)現(xiàn)自己處于誘人的位置。制造工藝得到了顯著改進(jìn)，提高了合成SiC的產(chǎn)量和可靠性。同時(shí)，需要SiC等材料的性能要求的應(yīng)用也在迅速增加。其結(jié)果是一個(gè)基于SiC的設(shè)備以驚人的速度增長(zhǎng)的市場(chǎng)。

讓我們探索一下SiC正在站穩(wěn)腳跟的一些行業(yè)。

電動(dòng)汽車(chē)使用情況

碳化硅半導(dǎo)體最大的增長(zhǎng)市場(chǎng)之一是電動(dòng)汽車(chē)（EV）和電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)。在車(chē)輛方面，SiC是電機(jī)驅(qū)動(dòng)的絕佳選擇——不僅在我們道路上的電動(dòng)汽車(chē)中，而且在電動(dòng)火車(chē)中。

SiC的性能和可靠性使其成為電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源系統(tǒng)的絕佳選擇，并且由于其高性能尺寸比以及基于SiC的系統(tǒng)通常需要使用較少的整體組件這一事實(shí)，使用SiC可以減小系統(tǒng)尺寸并減輕重量——這是電動(dòng)汽車(chē)效率的關(guān)鍵考慮因素。

SiC在電動(dòng)汽車(chē)電池充電系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來(lái)越多。采用電動(dòng)汽車(chē)的最大障礙之一是補(bǔ)充電池所需的時(shí)間，制造商正在尋找減少充電時(shí)間的方法——對(duì)許多人來(lái)說(shuō)，答案是碳化硅。通過(guò)在板外充電解決方案中使用SiC功率組件，電動(dòng)汽車(chē)充電站制造商可以利用SiC的快速開(kāi)關(guān)速度和高功率傳輸能力來(lái)提供更好的充電性能。結(jié)果是充電時(shí)間縮短了2×。

隨著越來(lái)越多的組織進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型，數(shù)據(jù)中心在各種規(guī)模和垂直行業(yè)的企業(yè)中的作用只會(huì)越來(lái)越大。這些數(shù)據(jù)中心充當(dāng)各種關(guān)鍵任務(wù)數(shù)據(jù)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，對(duì)于持續(xù)和成功的業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)至關(guān)重要，但這是有代價(jià)的。

事實(shí)上，國(guó)際能源署估計(jì)，數(shù)據(jù)中心消耗了全球所有電力的1%，這還不包括用于加密貨幣挖礦的能源。這種能源消耗的最大驅(qū)動(dòng)因素之一是用于保持這些數(shù)據(jù)中心涼爽的電力，空調(diào)和風(fēng)扇系統(tǒng)需要一年24天、每天365小時(shí)運(yùn)行。

隨著消費(fèi)者和市政層面對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的需求不斷增長(zhǎng)，以及對(duì)數(shù)據(jù)中心日益增長(zhǎng)的需求，以支持物聯(lián)網(wǎng)、軟件和其他數(shù)據(jù)密集型操作產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，SiC無(wú)疑是未來(lái)的半導(dǎo)體。

隨著越來(lái)越多的制造商擴(kuò)大其SiC產(chǎn)品，生產(chǎn)流程不斷改進(jìn)并降低成本。隨著應(yīng)用的增長(zhǎng)，SiC在未來(lái)幾年仍將是半導(dǎo)體設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分。

無(wú)錫國(guó)晶微半導(dǎo)體技術(shù)有限公司是寬禁帶第三代半導(dǎo)體碳化硅SiC功率器件、氮化鎵GaN光電器件以及常規(guī)集成電路研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的高科技創(chuàng)新型企業(yè)，從事碳化硅場(chǎng)效應(yīng)管，碳化硅肖特基二極管、GaN光電光耦繼電器、單片機(jī)集成電路等產(chǎn)品芯片設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與銷售并提供相關(guān)產(chǎn)品整體方案設(shè)計(jì)配套服務(wù)，總部位于江蘇省無(wú)錫市高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)，并在杭州、深圳和香港設(shè)有研發(fā)中心和銷售服務(wù)支持中心及辦事處。

公司具有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的研發(fā)實(shí)力，專注于為客戶提供高效能、低功耗、低阻值、品質(zhì)穩(wěn)定的碳化硅高低功率器件及光電集成電路產(chǎn)品，同時(shí)提供一站式的應(yīng)用解決方案和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)支持服務(wù)，使客戶的系統(tǒng)性能優(yōu)異、靈活可靠，并具有成本競(jìng)爭(zhēng)力。

公司的碳化硅功率器件涵蓋650V/2A-100A，1200V/2A-90A，1700V/5A -80A等系列，產(chǎn)品已經(jīng)投入批量生產(chǎn)，產(chǎn)品完全可以對(duì)標(biāo)國(guó)際品牌同行的先進(jìn)品質(zhì)及水平。先后推出全電流電壓等級(jí)碳化硅肖特基二極管、通過(guò)工業(yè)級(jí)、車(chē)規(guī)級(jí)可靠性測(cè)試的碳化硅MOSFET系列產(chǎn)品，性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，應(yīng)用于太陽(yáng)能逆變電源、新能源電動(dòng)汽車(chē)及充電樁、智能電網(wǎng)、高頻電焊、軌道交通、工業(yè)控制特種電源、國(guó)防軍工等領(lǐng)域。由于其具有高速開(kāi)關(guān)和低導(dǎo)通電阻的特性，即使在高溫條件下也能體現(xiàn)優(yōu)異的電氣特性，大幅降低開(kāi)關(guān)損耗，使元器件更小型化及輕量化，效能更高效，提高系統(tǒng)整體可靠性，可使電動(dòng)汽車(chē)在續(xù)航里程提升10%，整車(chē)重量降低5%左右，并實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)用充電樁的高溫環(huán)境下安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

特別在低壓光耦半導(dǎo)體技術(shù)方面更是擁有業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。在國(guó)內(nèi)創(chuàng)先設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了28nm 光敏光柵開(kāi)關(guān)PVG芯片技術(shù)，并成功量產(chǎn)應(yīng)用于60V、400V、600V高低壓、低內(nèi)阻、低電容的光電耦合繼電器芯片、涵蓋1500kVrms SOP超小封裝及3750kVrms 隔離增強(qiáng)型常規(guī)SMD、DIP等不同封裝，單路、雙路、混合雙路、常開(kāi)常閉等電路產(chǎn)品，另包括200V SOI MOS/LIGBT集成芯片、100V CMOS/LDMOS集成芯片、8bit及32bit單片機(jī)等集成電路產(chǎn)品，均獲得市場(chǎng)及各重點(diǎn)科研單位、檢測(cè)機(jī)構(gòu)的新產(chǎn)品認(rèn)定。

公司核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)中大部分工程師擁有碩士及以上學(xué)位，并有多名博士主持項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)。公司建立了科技創(chuàng)新和知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理的規(guī)范體系，在電路設(shè)計(jì)、半導(dǎo)體器件及工藝設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、器件模型提取等方面積累了眾多核心技術(shù)，擁有多項(xiàng)國(guó)際、國(guó)內(nèi)自主發(fā)明專利。

“國(guó)之重器，從晶出發(fā)，自強(qiáng)自主，成就百年”是國(guó)晶微半導(dǎo)體的企業(yè)目標(biāo)，我們?yōu)閱T工提供精彩的發(fā)展空間，為客戶提供精良的產(chǎn)品服務(wù)，我們真誠(chéng)期待與您攜手共贏未來(lái)。

審核編輯：湯梓紅