一輛新能源汽車、一組高能效服務器電源，核心功能的實現都離不開電力電子系統中半導體器件的支撐。碳化硅（SiC）作為第三代半導體材料的典型代表，具有低能耗、體積小、重量輕等特點，國際上都在競相研發碳化硅半導體制備技術。近日，記者在區內企業世紀金光半導體有限公司（以下簡稱“世紀金光”）了解到，其研制成功了碳化硅6英寸單晶并實現小批量試產，研發的功率器件和模塊也已大批量應用于新能源汽車、光伏、充電樁、高能效服務器電源、特種電源等領域，實現第三代半導體碳化硅關鍵領域全面布局。

碳化硅（SiC）作為第三代半導體材料的典型代表，與第一代半導體材料硅（Si）相比，擁有更加優異的物理化學特性，使得碳化硅器件能降低能耗20%以上、減少體積和重量30%-50%，降低碳排放量20%以上，實現電力電子系統的高效化、小型化、輕量化和低耗化。因此，碳化硅電力電子器件將廣泛應用于電動汽車、軌道交通、智能電網、通訊雷達和航空航天等重要國民經濟和軍工領域。國際上部分國家在該領域起步早，6英寸碳化硅襯底已經量產，8英寸已研制成功。而國內，以4英寸為主，6英寸尚處在攻關階段。

世紀金光早在2010年落戶經開區時就開始進行第三代半導體的研究研發工作。“制約碳化硅襯底發展的根本原因是質量和成本。”世紀金光相關負責人說，為了解決行業難題，世紀金光研發團隊開發出新的晶體生長與晶片加工技術，提高晶片的出片率，降低成本50%以上，壓低國際同類產品的價格；通過改造創新，實現了6英寸晶體生產的技術突破，縮短了與國外的差距。近幾年來，世紀金光創新性地解決了高純碳化硅粉料提純技術、6英寸碳化硅單晶制備技術、高壓低導通電阻碳化硅SBD、MOSFET材料、結構及工藝設計技術等。目前已完成從碳化硅功能材料生產、功率元器件和模塊制備、行業應用開發和解決方案提供等關鍵領域的全面布局。

依托在碳化硅領域關鍵技術的研發與儲備，世紀金光碳化硅6英寸單晶生產已經研制成功并實現小批量試產；自主設計開發的功率元器件和模塊制備覆蓋碳化硅肖特基二極管（SBD）、金屬-氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET），全橋、半橋混合功率模塊及全碳化硅功率模塊，已大批量應用于新能源汽車、光伏、充電樁、高能效服務器電源、特種電源等領域。在應用中高效化、小型化、輕量化和低耗化等特性顯現出來，在光伏行業，主要應用的分布式光伏逆變器，可使逆變器峰值效率達到99%以上，自身功率損耗降低70%以上，體積減小1/5以上。在高性能服務器電源行業，主要為應用的SBD產品，可使系統效率提升至超過99%。

據世紀金光相關負責人介紹，為了持續推進第三代半導體碳化硅產品的研發與應用，將以產學研用為基礎，加強產業鏈上下游協同創新，與行業典型客戶在產品應用、聯合開發、技術交流、產業鏈協同創新等多個層面進行深度合作，將核心關鍵技術進行“強強聯合”。還將成立聯合實驗室和聯合應用中心，加強戰略合作，共同推動基于第三代半導體功率器件在新能源汽車、充電樁、光伏、航空航天等領域的應用。
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