碳化硅宽带隙半导体

美国主要汽车产业芯片材料供应商Coherent已吸引了四家日本企业集团日立、Denso、三菱和住友电工对其碳化硅（SiC）业务的投资兴趣，估值高达50亿美元。

美国能源部 (DOE) 的先进材料和制造技术办公室 (AMMTO)续签了对能源部首个清洁能源制造创新研究所 PowerAmerica的资助。

所谓宽带隙材料是指带隙在2~7eV之间的半导体，也就是近期火红的SiC与GaN化合物半导体，这两种宽带隙（wide band gap）半导体在中国被称为第三代半导体。知名LED照明大厂Cree在2019年5月剥离LED照明产品业务后，于2021年10月4日Cree将其名称更名为 Wolfspeed，专注于制造SiC碳化硅材料及氮化镓（GaN）电源切换和RF等宽带隙半导体器件。

宽带隙半导体以三种方式改善电动车性能并加速其重要性

今年发布的“‘十四五’规划和2035年远景目标纲要”提出，我国将加速推动以碳化硅、氮化镓为代表的第三代半导体新材料新技术产业化进程，催生一批高速成长的新材料企业。

β-Ga2O3超宽带隙(UWBG)半导体与目前的商用半导体如碳化硅和氮化镓相比，以其优越的材料特性实现高效的功率转换，可以给电力电子行业带来革命性的变化。为了开发电子应用，必须阐明毫米波和太赫兹波区域的材料特性。

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。

碳化硅宽带隙半导体器件或给电子业带来革命性变革。美国物理研究所一研究团队描述了立方体SiC（3C-SiC）中控制扩展缺陷动力学的原子机制的理论和实验研究，精确地指出了导致扩展缺陷产生和演化的原子机制。