强强联合 碳化硅功率器件望迎大爆发

高温半导体解决方案的领导者CISSOID日前宣布：公司已与中国科学院电工研究所（简称中科院电工所）达成战略合作关系，将共同开展基于碳化硅（SiC）功率模块的系统研发项目，推动碳化硅功率器件广泛应用。

低耗能、高效率与小型化，已经成为电子产品发展的三大主流趋势。只不过，这三大课题偏偏却正是最令研发人员头疼的问题。电子装置里的逻辑芯片，很容易就能透过先进的晶圆微缩制程来缩小其体积，然而功率元件的要同时满足低耗高效且微缩，并不是那么地容易。

在过去，基于硅材料的功率器件已经随其结构设计和制造工艺的日趋完善而接近由材料本身特性所决定的理论极限，这使得新一代的半导体材料碳化硅（Silicon Carbide；SiC）开始受到重视。碳化硅是一种能够实现低功耗、高效率与小型化目标的功率元件，相较于硅半导体，碳化硅的特色更偏重于其功率损耗与高温工作特性，都能优于传统的硅半导体元件，在电动汽车、新型输电系统、核能、太阳能、LED等诸多领域都能够发挥革命性的作用。

例如，碳化硅器件能提高纯电动汽车或混合动力汽车功率转化性能，原来几公斤的散热片可大幅减少甚至直接删去，汽车设计和续航都将被颠覆；在输电系统使用碳化硅功率模块，与使用硅功率电源装置相比，由开关损失引起的功率损耗可降低5倍以上，对未来电网形态和能源战略调整将产生重大影响；在核电领域，目前高温气冷堆碳化硅包壳燃料元件已经开始走向商业化...

机构预计，到2022年，SiC器件整体市场规模将增长至10亿美元以上。2022年以后市场增长速度将进一步加快，2020-2022年期间的复合年增长率（CAGR）可达40%。最大的增长机会在汽车领域，尤其是电动汽车。基于SiC的功率半导体用于电动汽车的车载充电装置，而这项技术正在进入系统的关键部分——牵引逆变器。

过去，由于制作工艺及成本问题，碳化硅没有全面普及。如今，这些问题都在逐渐的解决过程中。CISSOID与中科院电工所的合作，一方面有望更进一步的提升碳化硅器件的普及速度，同时也能够使中国在这一重要的领域获得更多的技术积累。