它們體積小、功能強大且效率極高：碳化矽半導體可以幫助將電池和感測器中的電力電子技術提升到一個新的水平——為電動車的突破做出重大貢獻，並支持工業數位化。  
   
 

在某些重要應用中，碳化矽 (SiC) 半導體比傳統半導體具有更高的電能處理效率。因此，這項新技術尤其受到電動車製造商的關注：得益於 SiC 半導體的應用，改進的電池控制有助於節能，從而顯著延長電動車的使用壽命。 SiC 半導體還能達到更快的充電速度。如今，每輛電動車中都已包含多種半導體裝置。未來，SiC 轉換器件將憑藉其在開關速度、散熱和尺寸緊湊方面的優勢而脫穎而出。其他公司，例如行動網路營運商、智慧型手機製造商和自動化產業，也對這些微晶片寄予厚望。
 

碳化矽半導體的優點與應用    
   

10倍

與傳統的矽半導體相比，碳化矽（SiC）功率電子半導體可以使用較小的材料製造。這是因為它們具有更大的頻寬，能夠以更小的熱損耗轉換電能。而矽半導體要達到相同的性能，尺寸則大得多。

 
 

最多可減少 50%

與傳統的矽半導體相比，碳化矽半導體會產生熱損耗。因此，碳化矽半導體的一個重要應用領域是電力電子，即將電能轉換為設備可用的能量形式。例如，在筆記型電腦中，半導體就隱藏在充電器的變壓器中。目前，矽半導體主要用於此用途，但它們會以熱量的形式散發大量能量。使用碳化矽半導體可以大幅降低熱損耗，從而為充電提供更多能量。  
 
 
  300–500％  

與矽晶體管相比，碳化矽晶體管還可以提高開關頻率。這也是碳化矽半導體可用來製造尺寸較小的元件的另一個原因。  
 
 
 

10％15％

碳化矽半導體能夠更有效率地轉換能量，進而提升電動車的續航里程。因此，汽車製造商可以在電動車中安裝更小的電池。這對製造商來說是雙贏的局面，並有望推動整個產業的發展。

 
 

適用於現代 5G 技術

碳化矽半導體也是理想之選。超高速網路需要巨大的功率和效能，尤其是對傳輸站等基礎設施組件而言。為了加快智慧型手機的充電速度，製造商未來可能會使用碳化矽半導體。此外，這種新型半導體也非常適合用於無線充電器和資料中心伺服器。  
 
 

塑造無限可能性

碳化矽半導體為工業流程數位化開闢了道路。例如，對於需要極高功率電子元件速度的流程，更快的感測器系統可以更好地提供支援。基於碳化矽半導體的5G行動裝置的應用，也為進一步優化工業4.0提供了巨大潛力。

 

的美元412億元

去年整個半導體產業的營業額。碳化矽半導體仍是小眾產品，銷售額約500億美元。然而，業內專家預計，電動車將推動其銷售額快速成長，2020年至2022年間每年增長10%至25%，到2023年將成長超過40%。  
 
基本上，所有半導體都是由晶體製成的，而晶體則是在極高的溫度下由粉末（例如矽或碳化矽）製成的。然後將晶體切割成薄片，稱為晶圓。非常複雜的電子電路可以沉積在晶圓上，最終形成微電子裝置。  新型SiC半導體材料的生產  
  超過50年  
針對碳化矽半導體的製備和碳化矽晶體的生長，人們已經進行了大量的研究。碳化矽晶體的生長主要採用物理氣相傳輸（PVT）製程。此製程在高溫低壓條件下製備出微小的碳化矽晶體。顆粒透過載氣到達溫度較低的籽晶，並在過飽和狀態下結晶。

 

攝氏2400度

這是碳化矽單晶材料生長過程中所必需的。相較之下，傳統的矽晶體只需要大約1,500攝氏度的溫度。

 

10 14到天

這是在爐中生長碳化矽晶體所需的時間。這一點，再加上其顯著更高的能耗，是碳化矽晶體比普通矽晶體（兩天即可生長完成）更昂貴的原因之一。

 

直徑150mm

這是目前碳化矽晶片的尺寸。不久之後，直徑200毫米的碳化矽晶片將實現工業化生產。屆時，其尺寸將達到「傳統」矽基產業的標準，從而在碳化矽電子產品領域取得突破性進展。