跟着物联网(IoT)、大数据和人为智能(AI)启动的崭新谋略时期到来，对节能芯片的需求正在稳步延长。在这类情景下，咱们一般思考摩尔定律，削减晶体管的尺寸。

但是，功率半导体的进取并不取决于晶体管尺寸的裁减。硅电源开关，如MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)和IGBT(绝缘栅双极型晶体管)，被用来管教12V到+3.3kV的电压和数百安培的电流。这些开关要消耗不少能量！但它们的才力有限，这促使了碳化硅(SiC)等新材料的进展，这些新材料希望供应优秀的机能。

碳化硅是一种复合半导体材料，它将硅和碳联合在一同，发明出了硅的超等表亲。与硅比拟，碳化硅需求三倍以上的能量才力使电子发端自如挪动。这类更宽的禁带宽度给了材料趣味的性格，如更快的开关和更高的功率密度。底下将中心讲解两个用例，从中看出SiC做战能够带来的显著便宜。

SiC用于汽车

探索公司Yoledevelopment的数据显示，宇宙上有高出10亿辆汽车。停止年，万辆汽车(约0.2%)是电动汽车。到年，这一比例估计将延长到50%，因而，提升电力效率相当要害。

电动汽车一般有一个主带动机来启动车轮，六个功率晶体管和二极管被用来启动马达。每个晶体管需求能够抑制V和调动几百安培。大普遍电源开关应用脉冲宽度调制(PWM)本领，这象征着他们每秒翻开/关上不计其数次。当晶体管翻开/关上时，状况之间有一个过渡推迟(Figure1)。就像翻开/关上水龙头，完全翻开/关上阀门需求一准时候,在这段时候内，一些水或许会被铺张。同样的真理也实用于晶体管，在电力运用中，一个要害的方针是尽管提升开关速率，以裁减开关消耗，完结更高的效率。

更好的开关机能、低导通电阻和高击穿电压使SiC器件成为保守硅功率器件(MOSFET)、DC-DC调动器、不接续电源系统和机电运用的志向替换品(Figure2)。

应用SiCMOSFET能够用更少的功率启动电动汽车的马达，最后提升电动汽车的行驶历程。由于更高的开关频次带来更高的功率密度和更小更轻的机电，热量铺张的裁减又答应电动汽车应用更小更轻的散热器，进一步优化汽车分量和行驶历程。

SiC用于太阳能

SiC的另一个运用是太阳能逆变器，它的尺寸惟有基于IGBT束缚计划的一半。SiC更快的开关速率象征着建立商能够裁减系统中无源元件的尺寸。大型电容器和变压器能够用更小的替换品来庖代，同时还能够减小散热器的尺寸。跟着系统效率的提升，能量拿获完结最大化。

应用SiC

即使SiC做战有使人开心的庞大潜力，但方今仍存在建立题目。一个要紧的题目是衬底毛病，为了得到贸易胜利所需的高产量，SiC做战必定裁减这些毛病。运用材料公司正在与生态系统的介入者，包含SiC晶圆建立商和IDM(集成器件建立商)公司合营，特地束缚可建立性题目。咱们后续再议论这方面的进展。

很多行业猜测人士以为，SiC最后将在更高电压和高功耗的运用周围庖代硅。正如总共的超等英豪同样，当行业接纳SiC时，它将能应对更大的功耗和效率挑战，进而使宇宙变得加倍美妙。

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