天津导电碳化硅衬底

的中端功率半导体器件是IGBT，它结合了MOSFET和双极晶体管的特性。IGBT用于400伏至10千伏的应用。问题是功率MOSFET和IGBT正达到其理论极限，并遭受不必要的能量损失。一个设备可能会经历能量损失，原因有两个：传导和开关。传导损耗是由于器件中的电阻引起的，而开关损耗发生在开关状态。这就是碳化硅适合的地方。基于氮化镓（GaN）的电力半成品也正在出现。GaN和SiC都是宽带隙技术。硅的带隙为1.1eV。相比之下，SiC的带隙为3.3eV，而GaN为3.4eV。DC-DC转换器获取蓄电池电压，然后将其降到较低的电压。这用于控制车窗、加热器和其他功能。6H-SiC结构**为稳定，适用于制造光电子器件。天津导电碳化硅衬底

碳化硅是技术密集型行业，对研发人员操作经验、资金投入有较高要求。国际巨头半导体公司研发早于国内公司数十年，提前完成了技术积累工作。因此，国内企业存在人才匮乏、技术水平较低的困难，制约了半导体行业的产业化进程发展。而在碳化硅第三代半导体产业中，行业整体处于产业化初期，中国企业与海外企业的差距明显缩小。受益于中国5G通讯、新能源等新兴产业的技术水平、产业化规模的地位，国内碳化硅器件巨大的应用市场空间驱动上游半导体行业快速发展，国内碳化硅厂商具有自身优势。在全球半导体材料供应不足的背景下，国际企业纷纷提出碳化硅产能扩张计划并保持高研发投入。同时，国内本土SiC厂家加速碳化硅领域布局，把握发展机会，追赶国际企业。浙江碳化硅衬底进口4寸碳化硅可在超过200℃的高温下长期稳定地工作，因此，相比于硅，碳化硅方案可以大量缩减冷却负担。

因此，对于牵引逆变器，从IGBT转移到SiCMOSFET是有意义的。但这并不是那么简单，因为成本在等式中起着重要作用。然而，特斯拉已经采取了冒险行动。该公司在其型号3中使用了意法半导体公司的SiCMOSFET，并补充说特斯拉也在使用其他供应商。其他汽车制造商也在探索这项技术，尽管出于成本考虑，大多数原始设备制造商并未加入这一行列。不过，有几种方法可以实现从IGBT到SiCMOSFET的切换。根据Rohm的说法，有两种选择：•将IGBT保留在系统中，但将硅二极管更换为SiC二极管。•用SiC基MOSFET和二极管替换硅基IGBT和二极管。

    半绝缘型碳化硅衬底主要应用于制造氮化镓射频器件。通过在半绝缘型碳化硅衬底上生长氮化镓外延层，制得碳化硅基氮化镓外延片，可进一步制成氮化镓射频器件；导电型碳化硅衬底主要应用于制造功率器件。与传统硅功率器件制作工艺不同，碳化硅功率器件不能直接制作在碳化硅衬底上，需在导电型衬底上生长碳化硅外延层得到碳化硅外延片，并在外延层上制造各类功率器件。大尺寸碳化硅衬底有助于实现降本增效，已成主流发展趋势。衬底尺寸越大，单位衬底可生产更多的芯片，因而单位芯片成本越低，同时边缘浪费的减少将进一步降低芯片生产成本。目前业内企业量产的碳化硅衬底主要以4英寸和6英寸为主，在半绝缘型碳化硅市场，目前衬底规格以4英寸为主；而在导电型碳化硅市场，目前主流的衬底产品规格为6英寸。国际巨头CREE、II-VI以及国内的烁科晶体都已成功研发8英寸衬底产品。 碳化硅半导体（这里指4H-SiC）是新一代宽禁带半导体。

功率半成品在成熟节点上制造。这些设备旨在提高系统的效率并将能量损失降至比较低。通常，它们的额定值是由电压和其他规格决定的，而不是由工艺几何形状决定的。多年来，占主导地位的功率半技术一直（现在仍然）基于硅，即功率MOSFET和绝缘栅双极晶体管（IGBT）。功率MOSFET被认为是低价、当下流行的器件，用于适配器、电源和其他产品中。它们用于高达900伏的应用中。在传统的MOSFET器件中，源极和漏极位于器件的顶部。相比之下，功率MOSFET具有垂直结构，其中源极和漏极位于器件的相对侧。垂直结构使设备能够处理更高的电压。与传统硅基功率电力电子器件相比，碳化硅基功率器件可以**降低能耗，节约电力。江苏碳化硅衬底6寸sic

碳化硅作为新兴的战略先导产业，它是发展第3代半导体产业的关键基础材料。天津导电碳化硅衬底

碳化硅SiC的应用前景由于SiC具有上述众多优异的物理化学性质，不仅能够作为一种良好的高温结构材料，也是一种理想的高温半导体材料。近20年，伴随薄膜制备技术的高速发展，SiC薄膜已经被***应用于保护涂层、光致发光、场效应晶体管、薄膜发光二极管以及非晶Si太阳能电池的窗口材料等。另外，作为结构材料的SiC薄膜还被认为是核聚变堆中比较好的防护材料，在不锈钢基体上沉积一层SiC薄膜，可以**地降低氚的渗透率，并保持聚变反应的稳定性。总结起来，SiC具有以下几个方面的应用：(1)高的硬度与热稳定性，可用于***涂层；(2)稳定的结构，在核反应技术中用作核聚变堆等离子体的面对材料：(3)大的禁带宽度，可作为光的短波长区域发光材料。例如，3C-SiC的Eg=2.2eV，6H-SiC的Eg=2.9eV可分别用作绿色、蓝色LED材料，目前SiC蓝光LED已经商品化；(4)高的热导率，可作为超大规模集成电路和特大规模集成电路的热沉材料，**提高了电路的集成度；(5)优异的电学性能，在功率器件、微波器件、高温器件和抗辐射器件方面也具有***的应用前景。天津导电碳化硅衬底

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