三代半导体相对比,禁带宽度越大,越耐高压和高温;电子迁移率越高,可通过电流越大;电子饱和漂移速度越快,可工作频率越高,高频性能越好;热导率越高,散热性能越好。综上,SiC器件相对于Si器件的优势主要来自三个方面:降低电能转换过程中的能量损耗、更容易实现小型化、更耐高温高压。
与传统解决方案相比,基于SiC的解决方案使系统效率更高、重量更轻及结构更加紧凑。目前SiC器件在EV/HEV上应用主要是功率控制单元(PCU)、逆变器、DC-DC转换器、车载充电器等方面。
碳化硅的产业链:碳化硅衬底材料的制备、外延层的生长、器件制造以及下游应用市场,通常采用物理气相传输法(PVT法)制备碳化硅单晶,再在衬底上使用化学气相沉积法(CVD法)生成外延片,最后制成器件。在SiC器件的产业链中,主要价值量集中于上游碳化硅衬底(占比50%左右)
碳化硅衬底在整个产业链中是成本占比最高的,达到47%,外延占比23%,器件设计+器件制造占比30%
碳化硅衬底依电阻率不同分为导电型和半绝缘型两类,分别外延沉积碳化硅和氮化镓后,用于功率器件和射频器件的制作。两大产品的主要应用领域有5G通信、电动汽车/充电桩、光伏新能源、轨道交通、智能电网等
衬底环节:天科合达、山东天岳和同光晶体等,已经实现4英寸衬底商业化,逐步向6英寸发展;
外延环节:瀚天天成、东莞天域等;
器件环节:泰科天润、华润微、基本半导体等。
其中三安集成、世纪金光等也成功实现了产业链贯通,进行了全流程布局