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近年来，SiC功率器件的出现大大提升了半导体器件的性能，这对电力电子行业的发展意义重大。据Yole预测，到2023年SiC功率器件市场规模预计将达14亿美元，其主要的市场增长机会在汽车领域，特别是EV、混合动力车和
燃料电池
车等电动车应用市场。
与Si器件相比，SiC功率器件可以有效实现电力电子系统的高效率、小型化和轻量化。据了解，SiC功率器件的能量损耗只有Si器件的50%，发热量只有Si器件的50%，且有更高的
电流
密度。在相同功率等级下，SiC功率模块的体积显著小于Si功率模块,以智能功率模块IPM为例，利用SiC功率器件，其模块体积可缩小至Si功率模块的1/3～2/3。
目前越来越多的厂商对碳化硅(SiC)器件加大投入，国外知名厂商有ROHM、Bombardier、Cree、SDK、STMicroelectronics、Infineon
Te
chnologies、
Littelfuse
、Ascatron等，国内也有不少厂商陆续推出SiC功率器件产品，如
泰科
天润、基本半导体、上海瞻芯电子、杨杰科技、芯光润泽、瑞能半导体等。
SiC功率半导体器件技术发展近况
1、SiC功率
二极管
SiC功率二极管有3种类型：肖特基二极管（SBD），
PI
N二极管和结势垒控制肖特基二极管（JBS）。由于存在肖特基势垒，SBD具有较低的结势垒高度。因此，SBD具有低正向电压的优势。SiCSBD的出现将SBD的应用范围从250V提高到1200V。同时，其高温特性好，从室温到由管壳限定的175℃，反向漏电流几乎没有增加。在3kV以上的整流器应用领域，SiCPiN和SiCJBS二极管由于比Si整流器具有更高的
击穿
电压、更快的
开关
速度以及更小的体积和更轻的重量而备受关注。
2、SiC
MOSFET
器件
Si功率MOSFET器件具有理想的栅极
电阻
、高速的开关性能、低导通电阻和高稳定性。在300V以下的功率器件领域，是首选的器件。有报道称，已成功研制出阻断电压10kV的SiCMOSFET。研究人员认为，SiC MOSFET在3kV～5kV领域将占据优势地位。尽管遇到了不少困难，具有较大的电压电流能力的SiCMOSFET的研发还是取得了显著进展。
另外，有报道介绍，SiC MOSFET栅氧层的可靠性已得到明显提高。在350℃条件下有良好的可靠性。这些研究结果表明栅氧层将有希望不再是SiCMOSFET的一个显著的问题。
3、碳化硅绝缘栅双极
晶体管
（SiC BJT、SiC
IGBT
）和碳化硅
晶闸管
（SiC Thyristor）
之前报道了阻断电压12kV的碳化硅P型IGBT器件，并具有良好的正向电流能力。SiC IGBT器件的导通电阻可以与单极的碳化硅功率器件相比。与Si双极型
晶体
管相比，SiC双极型晶体管具有低20～50倍的开关损耗以及更低的导通压降。SiCBJT主要分为外延发射极和离子注入发射极BJT，典型的电流增益在10-50之间。
关于碳化硅晶闸管，有报道介绍了1平方厘米的晶闸管芯片，阻断电压5kV，在室温下电流100A（电压4.1V），开启和关断时间在几十到几百纳秒。
国内厂商SiC功率器件发展现状
1、泰科天润
泰科天润成立于2011年，是一家致力于碳化硅（SiC）功率器件研发和生产的企业。总部位于北京中关村，在北京拥有一座完整的半导体工艺晶圆厂，可在4英寸SiC晶圆上实现半导体功率器件的
制造
工艺。产品线涉及基础核心技术产品、碳化硅
成型
产品以及多套行业解决方案，基础核心产品以碳化硅肖特基二极管为代表。
早在2015年，泰科天润就宣布推出了一款3300V/50A高功率碳化硅肖特基二极管产品。据报道，该产品具有低正向电压降、快开关速度、卓越的导热性能等特性，适用于轨道交通、智能电网等高端领域。
据介绍，3300V/50A高功率碳化硅肖特基二极管工作时的正向压降的典型值为2.22V（
IF
=50A,Tj=25℃）、4.75V（IF=50A,Tj=175℃）；反向漏电流的典型值为120uA（
VR
=3300V,Tj=25℃）、200uA（VR=3300V,Tj=175℃）；在恶劣的电气环境下最大限度地提高可靠性；可在-55℃到175℃温度范围内正常工作。产品可提供未封装的裸芯片，器件封装类型可根据客户要求定制。
2018年10月，泰科天润与高温长寿半导体解决方案领先供应商CISSOID达成战略合作，共同推进碳化硅功率器件在工业各领域，尤其是新能源汽车领域实现广泛应用，如上文介绍，新能源汽车将会是碳化硅功率器件市场规模的主要增长领域。
汽车中用量最多的半导体器件主要是三大类，
传感器
、
MCU
和功率器件。其中功率器件主要应用在动力控制系统、照明系统、燃油喷射、底盘安全等系统中。与传统汽车相比，新能源汽车新增大量功率器件用量，为什么呢？由于新能源汽车普遍采用高压电路，当
电池
输出高电压时，需要频繁进行电压变换，这时电压转换电路（DC-DC）用量大幅提升，此外，还需要大量的DC-AC
逆变器
、
变压器
、换流器等，这些对IGBT、MOSFET、二极管等半导体器件的需求量也大幅增加。
据泰科天润官微介绍，公司当前的产品主要以SiC肖特基二极管为主，可以提供反向电压为600V、1200V、1700V、3300V等级别的器件，包括击穿电压为600V，工作电流为1A、2A、3A、4A、5A、6A、8A、10A、20A的器件，以及击穿电压为1200V，工作电流为2A、5A、10A、20A、30A、40A、50A的器件，此外，器件的封装类型主要为TO-220、TO-247（可根据客户要求定制）。
2、深圳基本半导体
深圳基本半导体成立于2016年，由清华大学、浙江大学、剑桥大学、瑞典皇家理工学院等国内外知名高校博士团队创立，专注于碳化硅功率器件的研发与产业化，是深圳第三代半导体研究院发起单位之一。
深圳基本半导体有限公司长期专注SiC功率器件研发，主要产品包括SiC二极管、SiC?MOSFET及车规级全SiCMOSFET模块，广泛应用于新能源
发电
、新能源汽车、轨道交通和智能电网等领域。
以SiC二极管为例，通过采用国际领先的碳化硅设计生产工艺，基本半导体旗下SiC二极管的性能对标国际知名厂商同类产品，甚至在某些产品参数上更优于国际厂商，实现光伏逆变器、车载电源、新能源汽车充电电源、通讯电源、服务器电源等行业的大规模应用。
同时，基本半导体在2018年10月正式发布的1200V碳化硅MOSFET，是第一款由中国企业自主设计并通过可靠性
测试
的工业级产品，各项性能达到国际领先水平，其中
短路
耐受时间更是长达6μs。
SiC功率模块对于器件芯片本身要求很高、对封装要求很高。前不久，深圳基本半导体营销总监蔡雄飞先生在接受媒体采访的时候透露，基本半导体目前正在研发一款对标“用于
特斯拉
Model3的ST全SiCMOSFET模块”的车规级产品，2019年已经能提供工程样品，将会跟国内知名汽车整车厂进行联合开发以及样机研发，预期该产品将于2021-2022年上市。
3、扬杰科技
扬杰科技成立于2006年8月2日，2014年1月在深交所创业板挂牌上市，公司专业致力于功率半导体芯片及器件制造、
集成电路
封装测试等领域的产业发展，主营产品为各类电力电子器件芯片、功率二极管、
整流桥
、大功率模块、DFN/QFN产品、SGTMOS及碳化硅SBD、碳化硅JBS等。产品广泛应用于消费类电子、安防、工控、汽车电子、新能源等诸多领域。
从扬杰科技2018年半年度报告中了解到，公司正在积极推进SiC芯片、器件研发及产业化项目，加强碳化硅领域的专利布局，重点研发拥有自主知识产权的碳化硅芯片量产工艺，针对电动汽车、充电桩、光伏逆变等应用领域。
扬杰科技官网显示，目前已有的4个碳化硅碳化硅肖特基模块，型号分别是MB200DU01FJ、MB200DU02FJ、MB300U02FJ、MB40DU12FJ，如查看Datasheet可以知道，MB200DU01FJ这个型号，可以应用在电镀电源、高频电源、大电流
开关电源
、反向电池保护、焊机等场景中。
3、芯光润泽
芯光润泽成立于2016年3月，是一家专业从事第三代半导体SiC功率器件与模块研发和制造的高科技企业。目前已与西安交大、西安电子科技大学、华南理工等院校成立联合研发中心，与美的集团、爱发科集团和强茂集团等企业签署合作。
