一直以來，硅是制造半導體芯片最常用的材料，目前90%以上的半導體產(chǎn)品是以硅為襯底制成的。究其原因，是硅的儲備量大，成本比較低，并且制備比較簡單。然而，硅在光電子領域和高頻高功率器件方面的應用卻受阻，且硅在高頻下的工作性能較差，不適用于高壓應用場景。這些限制讓硅基功率器件已經(jīng)漸漸難以滿足新能源車及高鐵等新興應用對器件高功率及高頻性能的需求。

在這個背景下，碳化硅走到了聚光燈下。相比于第一代和第二代半導體材料，SiC具有一系列優(yōu)良的物理化學特性，除了禁帶寬度，還具有高擊穿電場、高飽和電子速度、高熱導率、高電子密度和高遷移率等特點。SiC的臨界擊穿電場是Si的10倍，GaAs的5倍，這提高了SiC基器件的耐壓容量、工作頻率和電流密度，降低了器件的導通損耗。加上比Cu還高的熱導率，器件使用時無需額外散熱裝置，減小了整機體積。此外，SiC器件具有極低的導通損耗，而且在超高頻率時，可以維持很好的電氣性能。例如從基于Si器件的三電平方案改為基于SiC的兩電平方案，效率可以從96%提高到97.6%，功耗降低可達40%。因此SiC器件在低功耗、小型化和高頻的應用場景中具有極大的優(yōu)勢。

和傳統(tǒng)的硅相比，碳化硅的使用極限性能優(yōu)于硅，可以滿足高溫、高壓、高頻、大功率等條件下的應用需求，當前碳化硅已應用于射頻器件及功率器件。

碳化硅材料能夠把器件體積做的越來越小，性能越來越好，所以近年來電動汽車廠商都對它青睞有加。根據(jù)ROHM的數(shù)據(jù)，一款5KW的LLCDC/DC轉換器，電源控制板由碳化硅替代硅基器件后，重量從7kg減少到0.9kg，體積從8755cc降低到1350cc。碳化硅器件尺寸僅為同規(guī)格硅器件的1/10，碳化硅MOSFET系統(tǒng)能量損失小于硅基IGBT的1/4，這些優(yōu)勢也能夠為終端產(chǎn)品帶來顯著的性能提升。

根據(jù)CREE的數(shù)據(jù)，相同的電池下搭載了碳化硅MOSFET的電動車比使用硅基IGBT的電動車續(xù)航里程增加了5%~10%。