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2016年至今，中央和地方政府对碳化硅半导体产业给予了高度重视，出台了多项产业发展扶持政策。国务院及工信部、国家发改委等部门先后在产业发展、营商环境、示范应用等方面出台政策，支持我国碳化硅半导体产业发展。

产研界，场面更是热闹，在技术上国产碳化硅不断加大投入并取得突破，产业规模迅猛崛起，甚至出现了“疯狂扩产”的局面，且趋势未见放缓。多家实力厂商已跃居国际舞台，与国际巨头展开了正面交锋。另外，投资界也不遑多让。

我们，为何“死磕”碳化硅？底气何在？

碳化硅衬底，来源：山西烁科

碳化硅是个好东西

一直以来，硅是制造半导体芯片最常用的材料，目前90%以上的半导体产品是以硅为衬底制成的。究其原因，是硅的储备量大，成本比较低，并且制备比较简单。然而，硅在光电子领域和高频高功率器件方面的应用却受阻，且硅在高频下的工作性能较差，不适用于高压应用场景。这些限制让硅基功率器件已经渐渐难以满足新能源车及高铁等新兴应用对器件高功率及高频性能的需求。

Si、SiC材料特性对比

与硅相比，SiC具有一系列优良的物理化学特性，如：

更强的高压特性 。 碳化硅的击穿电场强度是硅的10余倍，使得碳化硅器件耐高压特性显著高于同等硅器件。

碳化硅耐压特性优异

更好的高温特性。 碳化硅相较硅拥有更高的热导率，使得器件散热更容易，极限工作温度更高。耐高温特性可以带来功率密度的显著提升，同时降低对散热系统的要求，使终端可以更加轻量和小型化。

更低的能量损耗。 碳化硅具有2倍于硅的饱和电子漂移速率，使得碳化硅器件具有极低的导通电阻，导通损耗低；碳化硅具有3倍于硅的禁带宽度，使得碳化硅器件泄漏电流比硅器件大幅减少，从而降低功率损耗；碳化硅器件在关断过程中不存在电流拖尾现象，开关损耗低，大幅提高实际应用的开关频率。

碳化硅器件体积更小、节能性更好

这么棒的半导体材料，你不喜欢吗？

尤其地，当前我国正在经历“碳达峰”阶段，并逐步过渡到“碳中和”时代。这是一个系统工程：一方面通过技术创新，实现能源结构的转型，如加大对以风电、光伏为代表的新能源比例的利用；另一方面完成节能环保新技术、新设备和产品的突破与开发，提高能源使用效率。当前我国大力发展的新能源汽车、光伏、智能电网、储能等低碳新产业、新技术将会成为非常重要的市场领域，这其中，碳化硅功率半导体将扮演非常重要的角色。在实现“碳中和”的大背景下，碳化硅材料将成为绿色经济的中流砥柱。

“换道超车”的机会

在第一二代半导体材料的发展上，我国起步时间慢于其他国家，目前仍落后于一些发达国家，且面临很多不可控的制裁与控制隐患，“超车”难度很大。

于是，有一种声音不断传来：“既然第一二代芯片被美国封锁或本身存在巨大的不确定性，不如另觅新径向第三代芯片进发，至少在其他能追赶上国际水平的领域先追上，并大量地扩大生产，尽量做到自给率越高越好。”

而且，在第三代半导体材料领域、国内厂商起步与国外厂商相差不多。5G基站建设、人工智能、工业互联网等“新基建”建设力度的加快，以及在新能源汽车、光伏、储能等需求带动下，对半导体器件性能提出更高要求，整个产业会进入高速成长期。

因此，在这条全新跑道上，我国有希望实现技术上的追赶，完成国产替代，也就是人们常常提到的“换道超车”概念。

一片沃土

前面我们说到，无论是政府、产研界，还是投资界都对碳化硅有着极大的热情，除了碳化硅半导体本身的优异性能以及战略价值以外，中国敢“死磕”碳化硅的主要原因还是市场。

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