在電能的產生、輸送和分配過程中，電力傳送效率和使用效率至關重要。當前，電力傳輸功率器件主要是基于硅材料，由于發(fā)展了30年，硅材料的物理性能已經發(fā)掘殆盡。碳化硅作為半導體界公認的“一種未來的材料”，具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ�這對我國電力電子業(yè)的長遠發(fā)展具有深遠意義。

    碳化硅材料帶來革命性變化

    碳化硅材料能夠抗高溫，如果汽車采用碳化硅功率器件，將出現(xiàn)革命性變化。碳化硅材料有著廣闊的用武之地，小到電腦、家電，大到混合電動車，再大到國家電網、鐵路運輸、光伏產業(yè)等需要節(jié)能降耗、提高電力效率的領域都能用到。

    在汽車的應用上，泰科天潤總經理陳彤向記者介紹：“汽車的整套水冷系統(tǒng)中裝置的散熱片重達2～4公斤，成本高、體積大、分量重，可控性較差。碳化硅材料能夠抗高溫，如果汽車中采用碳化硅功率器件，原來幾公斤的散熱片可以大幅減少甚至直接拿掉，這將是一個革命性的變化。”

    對電壓要求極高的工業(yè)領域碳化硅也有廣泛應用空間。中國半導體行業(yè)協(xié)會前副理事長趙正平指出：“硅功率器件最高關斷電壓只能做到6000伏，而目前碳化硅功率器件最高關斷電壓可做到20萬伏。我國智能電網建設要求使用關斷電壓在萬伏以上的功率器件，單個硅功率器件是無法達到要求的，碳化硅功率器件卻能輕松勝任。”

    此外，碳化硅在綠色能源發(fā)展中可以起到支撐作用。中國電器工業(yè)協(xié)會電力電子分會常務副理事長肖向鋒表示：“現(xiàn)在煤和石油越來越緊缺，能源危機是我國面臨的極大考驗。國家倡導綠色能源，發(fā)展光伏發(fā)電、風能發(fā)電。如果碳化硅功率器件發(fā)展起來，能大大提高電力傳送效率和使用效率，能源危機有可能緩解。”

    碳化硅出色的性能優(yōu)勢，能夠為我國的社會發(fā)展建設發(fā)揮出不可或缺的支撐作用。碳化硅的出現(xiàn)，也為全球半導體功率器件產業(yè)開辟了更為廣闊的發(fā)展空間。因此，發(fā)展碳化硅材料，成為了全球半導體企業(yè)的共同選擇。

    我國實現(xiàn)量產打破國外壟斷

    在全球碳化硅市場的發(fā)展格局中，歐、美、日搶先一步，早在2003年左右就實現(xiàn)碳化硅功率二極管的商品化。

    對于碳化硅行業(yè)的整體發(fā)展情況，陳彤向記者介紹：“美國是全球碳化硅的老大，所占市場份額最大。英國的主導產品還是硅，碳化硅的發(fā)展正在積累中。日本企業(yè)比較特殊，從材料做到終端產品，不會單獨賣中間某個配件。”

    此次國內企業(yè)泰科天潤公司實現(xiàn)碳化硅肖特基二極管多個功率器件量產，產品涵蓋600V～3300V中高壓范圍，其中600V/10A、1200V/20A等產品的成品率達到國際領先水平，600V/50A、1200V/50A實現(xiàn)量產突破，1700V/10A、3300V/5A兩個產品也已經完成研發(fā)。

    從無到有，實現(xiàn)碳化硅量產需要克服諸多挑戰(zhàn)。陳彤指出：“一是來自硬件設備層面的挑戰(zhàn)。目前使用的加工設備均為通用設備，并沒有專為碳化硅材料定制的。二是來自人才方面的挑戰(zhàn)。在碳化硅沒有實現(xiàn)量產的情況下，相關人才也是空白的。三是來自管理方面的挑戰(zhàn)。由于量產涉及到工藝控制，半導體各個環(huán)節(jié)都要做得非常精準，才能做出穩(wěn)定且成品率高的產品。”