第三代半导体SiC发展应用于电动车

由于，目前硅半导体已达到物理极限，若要在硅基功率元件(如Si-MOSFET等)高耐压、耐高温、降低单位面积阻抗等参数作大幅改善，则需要采用宽能隙半导体材料如SiC(碳化硅)或GaN来替代。其中，SiC半导体的宽能隙(band gap)比现有的硅半导体宽3倍以上，可以承受10倍以上的电压，多用于在电动车逆变器（inverter）、车载充电器、太阳能变流器和工业设施中。

碳化硅（SiC）半导体产能正在迅速扩展。日本半导体制造商Rohm于2021年1月18日宣布，已完成在福冈筑后（Chikugo）的SiC碳化硅芯片厂建设，目标在2021年完成引进设备，2022年正式开始运营。

同时，韩国半导体设计公司Silicon Works已选定碳化硅半导体作为新的核心业务，这似乎与LG近期加快发展汽车电子业务有关。根据预测，随着大型企业进入，韩国SiC芯片设计市场的规模将逐渐扩大，目前为止，这个市场主要由中小企业占据，例如：United SiC、汉磊等，或是全球主要大厂包括科锐（ Cree）、意法半导体（STMicro）、英飞凌（Infineon）、罗姆（ROHM）及瑞萨（Renesas）。

至于台湾厂商，汉磊在碳化硅、氮化镓领域，着墨最深的指标大厂，汉磊的650伏特高压氮化镓已经通过电动车的车用标准认证，并且开始逐渐导入。至于韩国本土SiC相关企业包括RFHIC和Metal Life

目前量产的SiC晶圆尺寸多在4~6吋，而硅晶圆己达12吋。虽然，三年来以来，碳化硅、氮化镓等化合物成本，已下降20％至25％，将有利于终端产品导入第三代半导体的比率逐渐增加。而且，SiC着重在功率元件所产生的延伸效益，例如能耗损失少（包括导通损耗及开关损耗）、被动元件使用数降低、散热系统得以简化、减少电费及电池容量等，因此从系统面来看，仍有利于总成本的降低。

若从电动车应用来看，SiC较GaN展现出较大优势，原因是电动车属高压、大电流的应用场景。目前SiC功率元件应用在电动车，SiC导入动力系统中的逆变器时程比预期快，其中，Tesla Model 3的车型，其逆变器由24个SiC MOSFET所构成，其续航力较其他同级车款具更长的表现，达560公里。未来SiC在逆变器应用会愈来愈普及。还有，SiC功率元件导入OBC（车载充电器），目前观察中国及欧系车厂导入速度较快，为了缩短充电时间，OBC功率规格从过去的3.3kW、提升至22kW。