SiC(碳化硅)晶片工艺流程产出的功率器件,最适合装在大功率、高温、高压、高频场景中,典型下游包括新能源汽车、新能源发电与5G通信等领域。SiC拥有较宽的禁带宽度、较高的饱和电子漂移速率、较强的抗辐射导热能力,做成的器件具有高温、高压、高频、高速的优良特性。同属第三代半导体的GaN主攻高频率,SiC主攻大功率,与IGBT联系更紧密,两者应用场景大不相同。
材料特性决定下游方向
SiC属第三代半导体材料。更宽的禁带意味着导带与价带之间的能量差更大,电子与空穴被激发后的复合率大大降低,更多电子和空穴可用于导电或传热——这正是其导热性与导电能力更强的根源。同时,宽禁带使损耗电流远小于硅基,降低功率损耗;关断过程不存在电流拖尾现象,还能提升开关频率。
这些特性直接划定了应用边界:需要高温、高压、大功率、抗辐射的电子器件场景,正是SiC器件的主要落点。
SiC与GaN:一个大功率,一个高频率
两者虽同属第三代半导体,但适用频率与功率范围不同。GaN适用场景偏向高频率,SiC则与大功率场景绑定,因而大功率领域自然与IGBT联系更紧密,SiC也常被专门拿来与IGBT并列讨论。SiC器件与IGBT的关联,还体现在混合型SiC方案上:结构主体仍是IGBT,芯片仍为硅基,仅把续流二极管(FRD)换作SiC,从而在成本上升可控的前提下降低器件功率损耗。
常见问题
SiC功率器件主要装在哪些下游场景?
主要是新能源汽车、新能源、5G等对高温、高压、高频有要求的领域。其材料特性使其在这些场景中发挥重要作用。具体落地形态与渗透节奏,建议以官方后续公布及第三方实测为准。
SiC和GaN是竞争关系吗?
不是直接竞争关系。两者同属第三代半导体,但一个主攻高频率、一个主攻大功率,应用场景大不相同。目前海外厂商也在推出大功率氮化镓器件,但仍处于小批量阶段。
SiC器件和IGBT是什么关系?
SiC主攻大功率,与IGBT联系更紧密,因此常被并列讨论。产业中还有混合型SiC方案,即硅基IGBT搭配SiC续流二极管,兼顾损耗与成本。