碳化硅（SiC）是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅在大自然也存在罕见的矿物，莫桑石。碳化硅又称碳硅石。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种。

    一、碳化硅的前世今生

    碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，除作磨料用外，还有很多其他用途。

例如：以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁，可提高其耐磨性而延长使用寿命1～2倍；用以制成的高级耐火材料，耐热震、体积小、重量轻而强度高，节能效果好。

    低品级碳化硅（含SiC约85%）是极好的脱氧剂，用它可加快炼钢速度，并便于控制化学成分，提高钢的质量。此外，碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒。

    碳化硅的硬度很大，莫氏硬度为9.5级，仅次于世界上最硬的金刚石（10级），具有优良的导热性能，是一种半导体材料，高温时能抗氧化。

    二、碳化硅器件的优势特性

    碳化硅（SiC）是目前发展最成熟的宽禁带半导体材料，世界各国对SiC的研究非常重视，纷纷投入大量的人力物力积极发展，美国、欧洲、日本等不仅从国家层面上制定了相应的研究规划，而且一些国际电子业巨头也都投入巨资发展碳化硅半导体器件。与普通硅相比，采用碳化硅的元器件有如下特性：高压特性；高频特性；高温特性。

    三、目前碳化硅器件发展情况如何？

    1、技术参数：举例来说，肖特基二极管电压由250伏提高到1000伏以上，芯片面积小了，但电流只有几十安。工作温度提高到180℃，离介绍能达600℃相差很远。压降更不尽人意，与硅材料没有差别，高的正向压降要达到2V。

    2、市场价格：约为硅材料制造的5到6倍。

    四、碳化硅（SiC）器件发展中的难题在哪里？

    碳化硅器件发展中的难题不在芯片的原理设计，特别是芯片结构设计解决好并不难。难在实现芯片结构的制作工艺。

    举例如下：

    1、碳化硅晶片的微管缺陷密度。

    2、外延工艺效率低。

    3、掺杂工艺有特殊要求。

    4、欧姆接触的制作。

    5、配套材料的耐温。

    以上仅举数例，不是全部。还有很多工艺问题还没有理想的解决办法，如碳化硅半导体表面挖槽工艺、终端钝化工艺、栅氧层的界面态对碳化硅MOSFET器件的长期稳定性影响方面，行业中还有没有达成一致的结论等，大大阻碍了碳化硅功率器件的快速发展。

    五、碳化硅主要应用领域的发展概况

    目前，第3代半导体材料正在引起清洁能源和新一代电子信息技术的革命，无论是照明、家用电器、消费电子设备、新能源汽车、智能电网、还是军工用品，都对这种高性能的半导体材料有着极大的需求。

    根据第3代半导体的发展情况，其主要应用为半导体照明、电力电子器件、激光器和探测器、以及其他4个领域。

    1、半导体照明

    在4个应用领域中，半导体照明行业发展最为迅速，已形成百亿美元的产业规模。

    2、电力电子器件

    在电力电子领域，宽禁带半导体的应用刚刚起步，市场规模仅为几亿美元。其应用主要集中在军事尖端装备领域，正逐步向民用领域拓展。

    3、激光器和探测器

    在激光器和探测器应用领域，GaN基激光器可以覆盖到很宽的频谱范围，实现蓝、绿、紫外激光器和紫外探测的制造。

    4、其他应用

    在前沿研究领域，宽禁带半导体可用于太阳能电池、生物传感器、水制氢媒介、及其他一些新兴应用，目前这些热点领域还处于实验室研发阶段。