碳化硅产业化应用成新蓝海

2025/04/16来源：经济日报

  碳化硅因其出色的高功率密度、耐高压高温、低能耗及抗辐射等性能，在新能源汽车、5G通信、高效电源、智能电网等领域展现出巨大的市场潜力。我国碳化硅产业起步于本世纪初，目前已在碳化硅材料及器件研制上取得一系列重大突破。

当前，新能源汽车是碳化硅器件市场的最大应用场景。随着碳化硅在电网中的应用效果被广泛认可，这一市场或将成为碳化硅产业发展的新蓝海。“新型电力系统建设要求从根本上改变了电网形态，亟需新型电力电子装备。硅器件性能参数已经接近极限，碳化硅器件的应用将大大推动电网柔性化、电力电子化进程。”杨霏说，绝缘栅双极性晶体管（IGBT）同时具备了现在主流器件绝缘栅型场效应晶体管（MOSFET）的高速性能和双极性结型晶体管（BJT）的高增益优点。在高压下，碳化硅IGBT的阻断能力和导通能力具有明显优势，适用于特高压应用领域，在国家能源转型背景下对高压大功率输电、轨道交通等领域具有重要意义。

  “作为成熟的第三代半导体材料，碳化硅取代现行的硅基材料是必然趋势。”中国电机工程学会电力系统电力电子器件专委会主任委员邱宇峰表示，碳化硅产业会有两波应用浪潮，第一波在新能源汽车领域，第二波在电网领域。可以肯定的是，碳化硅在电网上的需求将堪比新能源汽车领域。

如何推动行业发展从“尺寸升级”向“综合性能优化”跃进，仍是碳化硅行业高质量发展的新课题。邱宇峰认为，目前碳化硅器件规模化应用的“最后一公里”挑战，既包括可靠性等技术成熟度因素，也有应用场景综合成本等考量，需紧扣“双碳+新基建”需求，加快应用落地。

杨霏认为，未来电力系统对于碳化硅器件需求强烈，要促进全产业链协同攻关，加快实现碳化硅器件的规模化应用。据悉，万伏千安级碳化硅器件在近年内实现样品研制后将逐步进入商业化批量应用，届时国产碳化硅器件有望全面覆盖高压输电领域，以产能与技术的“双向奔赴”推动新型电力系统建设。（记者顾 阳）