近日，特斯拉发布了一款新车型——Model S Plaid。该车的创新之一是搭载了由碳化硅(SiC)为主要器件的逆变器。由于SiC MOSFET具有更好的耐高压、高温、高频性能，加载到逆变器之中以后，帮助Model S Plaid成为目前全球加速最快的量产车型(0-100km/h加速仅需2.1秒)。除此之外，比亚迪·汉EV高性能四驱版本也搭载了SiC器件，为国内首款采用SiC技术的车型。蔚来计划今年发布的纯电轿车也将搭载采用SiC模块的第二代电驱平台。随着越来越多新能源车型采用碳化硅器件，显示出碳化硅对传统车用硅基IGBT的替代已经逐渐展开，为碳化硅产业的发展展现出良好的前景。

　　碳化硅器件进入特斯拉、比亚迪新车型
　　特拉斯是全球率先采用碳化硅逆变器的车企。2018年特斯拉在Model 3上最主要的一项创新就是采用了意法半导体推出的650V SiC MOSFET逆变器。相比Model x等车型上采用的IGBT，SiC MOSFET能带来5%～8%的逆变器效率提升，对电动车的续航能力有着显著提升。2020年特拉斯推出Model Y，动力模块后轮驱动也采用了SiC MOSFET。加上最新发布的Model S Plaid，至今特斯拉已有三款车型采用SiC技术。此举也让碳化硅成为了业界的关注焦点。
　　接受记者采访时，意法半导体总裁兼首席执行官Jean-Marc Chery表示，电动汽车特别是与SiC相关的车用场景对改进逆变器、车载充电机和DC/DC变换器性能的要求十分强烈。英飞凌汽车业务部车辆运动应用营销高级经理Naoki Hayashi也表示，与硅基IGBT相比，碳化硅可以提高5%～10%的电池使用率。
　　除了应用于新能源汽车之外，碳化硅器件在新能源发电、轨道交通、航天航空等领域也有着广阔的发展潜力。此前由于成本问题、器件性能不稳定，限制了碳化硅器件的应用，但随着技术不断改进，这些问题正在得到解决。
　　根据Cree公司的预测，SiC逆变器能够提升5%～10%的续航能力，节省400-800美元的电池成本(80kWh电池、102美元/kWh)。相关机构研究也表明，虽然在一辆电动车上采用SiC会多花200～300美元，但整车成本可以节省2000美元，比如节省600美元电池成本、节省600美元汽车空间成本，以及节省1000美元散热系统成本。
　　可以说，碳化硅对传统硅基IGBT已经具有了替代的基础。根据Yole预测，2020年全球碳化硅功率器件市场规模约5亿～6亿美元，约占整个功率半导体器件市场份额的3%～4%，预计到2022年，碳化硅功率器件的市场规模有望超过10亿美元。赛迪顾问则在报告中指出，目前第三代半导体材料已逐渐进入各汽车集团的主流供应链中，SiC衬底作为关键材料，将成为第三代半导体材料的布局热点。

　　国际大厂全面进军碳化硅产业
　　人们对碳化硅功率器件的研发始于20世纪90年代，由于其具有抗高压、高温、高频，可适用于1200V以上的大电力领域等优点，目前已经成为新型功率半导体器件研究开发的主流。国际主要功率半导体器件厂商均对碳化硅给予高度重视，以期抢抓产业发展的主导权。
　　意法半导体表示将大力发展碳化硅业务，并将其作为战略和收入的关键部分的计划。Jean-Marc Chery指出：“原材料和外延层方面是实现碳化硅技术发展的重要环节。意法半导体两年前收购了 Norstel公司，填补了6 英寸晶圆的制造技术。试验结果证明，我们的产品技术性能高于竞争对手。最近，我们还交付了首个8英寸碳化硅晶圆，并计划在8英寸碳化硅晶圆上率先制造测试二极管，进行MOSFET流片和测试。”。
　　英飞凌同样布局碳化硅产业多年。英飞凌科技大中华区总裁苏华指出，功率半导体的未来发展趋势是碳化硅材料。早在1992年，英飞凌的前身西门子半导体部门就开始了对碳化硅的研究。2018年，英飞凌收购了碳化硅晶圆切割领域的新锐公司Siltectra。Siltectra的冷切割技术(Cold Spilt)相比传统工艺可提高90%的生产效率。
　　美国碳化硅大厂科锐公司则于今年3月宣布完成出售旗下LED产品事业部门，加上2019年5月完成照明业务出售交易。科锐将完全成为一家以碳化硅和氮化镓产品为主的第三代半导体公司，主要业务包括出售衬底、外延片、功率或射频器件产品，并且提供氮化镓射频器件代工业务，囊括了宽禁带半导体的所有环节。
　　根据CASA的统计，全球碳化硅器件领域主要厂商包括意法半导体、英飞凌、科锐、罗姆，四家合计占据90%的市场份额。