榜首代半导体资料：锗、硅等单晶半导体资料，硅生搬硬套1.1eV的禁带宽度以及氧化后十分安稳的特性。
第二代半导体资料：砷化镓、锑化铟等化合物半导体资料，砷化镓生搬硬套1.4电子伏特的禁带宽度以及比硅高五倍的电子迁移率。
第三代半导体资料：以碳化硅、氮化镓为代表的宽禁带半导体资料，有更高千丝万缕漂移速度和更高的临界击穿电压等杰出长处，合适大功率、高温、高频、抗辐照运用场合。
第三代半导体资料能够满意现代社会对高温、高功率、高压、高频以及抗辐射等新要求，且其生搬硬套体积小、污染少、运转损耗低一级经济和环保效益，因而第三代半导体资料正逐渐成为开展的重心。当时干流的第三代半导体资料为碳化硅与氮化硅，前者多用于高压场合如智能电网、轨道交通；后者则在高频范畴有更大的运用（5G等）。
天科合达：单晶衬底，国内首家树立完结碳化硅出产线、完成碳化硅晶体工业化的公司，量产2-4英寸晶片。
河北同光：单晶衬底，4英寸及六英寸导电性、半绝缘碳化硅衬底；其间4英寸衬底已达世界先进水平。
瀚天天成：外延片，构成3英寸、4英寸以及6英寸的完好碳化硅半导体外延晶片出产线。
中电2/13/55所：器材/模块/IDM，量产高纯碳化硅资料、高纯半绝缘晶片；完成4-6寸碳化硅外延片、芯片规划制作、模块封装的完好工业链。
中车年代：器材/模块/IDM，国内首家6英寸碳化硅出产线；完成碳化硅二极管和MOSFET工艺。
世纪金光：器材/模块/IDM，集半导体单晶资料、外延、器材、模块的研制、规划、出产与出售于一体，贯通了第三代半导体全工业链。
泰科天润：器材/模块/IDM，建成国内榜首条完好的4～6寸碳化硅器材量产线，可在碳化硅外延上完成半导体功率器材的制作工艺。
第三代半导体，因为在物理结构上具有能级禁带宽的特色，又称为宽禁带半导体，首要是以氮化镓和碳化硅为代表，其在半导体功能特征上与榜首代的硅、第二代的砷化镓有所区别，使得其能够具有高禁带宽度、高热导率、高击穿场强、高电子千丝万缕漂移速率等优势，然后能够开宣布更习惯高温、高功率、高压、高频以及抗辐射等恶劣条件的小型化功率半导体器材，可有用打破传统硅基功率半导体器材及其资料的物理极限。
全体来看，碳化硅的耐高压才能是硅的10倍、耐高温才能是硅的2倍、高频才能是硅的2倍，与硅基模块比较，碳化硅二极管及开关管组成的模块（全碳模块），不只具有碳化硅资料本征特性优势，还能够缩小模块体积50%以上、消减电子规整损耗80%以上，然后下降归纳本钱。
碳化硅功率半导体器材从上个世纪70年代开端研制，通过30年的堆集，于2001年开端商用碳化硅SBD器材，之后于2010年开端商用碳化硅MOSFET器材，当时碳化硅IGBT器材还在研制傍边。
碳化硅功率器材整个出产进程大致如下图所示，首要会分为碳化硅单晶出产、外延层出产、器材制作三大进程，别离对应工业链的衬底、外延、器材和模组三大环节。
衬底方面：通常用Lely法制作，许诺干流产品正从4英寸向6英寸过渡，且现已开宣布8英寸导电型衬底产品，国内衬底以4英寸为主，质量相对单薄，首要用于出产10A以下小电流产品，现在单晶成长缓慢且质量不行安稳是碳化硅价格高、商场推行慢的重要原因。
外延方面：通常用PECVD法制作，现在国内部分公司已能供给4、6英寸碳化硅外延片，质量尚可，针对1700V及以下的器材用的外延片已比较老练，但关于高质量厚外延的量产技能首要仍是国外的Cree、昭和等少量企业具有。
器材方面：许诺上600-1700V碳化硅SBD、MOSFET已完成量产，国内现在MOSFET量产还有待打破，产线英寸线过渡，而且Cree已开端布局8英寸线，器材的价格走势上，现在的价格是硅器材的5-6倍，且以每年10%的速度下降，跟着上游扩产的加重以及运用的不断拓宽，有望在2-3年后降到硅器材的2-3倍，然后带动体系层面的价格与传统计划相等或更低，在制程上，大部分设备与传统硅出产线相同，但因为碳化硅具有硬度高级特性，需求一些特别的出产设备，如高温离子注入机、碳膜溅射仪、量产型高温退火炉等，其间是否具有高温离子注入机是衡量碳化硅出产线的一个重要规范。
因为碳化硅分立功率器材的功能与资料、结构规划、制作工艺之间的关联性较强，称颂为了加强本钱的操控与工艺品控的改善，不少企业仍挑选选用IDM形式，如Cree和Rohm乃至覆盖了碳化硅衬底、外延片、器材规划与制作全工业链环节，其间Cree占有衬底商场约40%比例、器材商场约25%比例，而且Infineon、Cree、Rohm、ST四家算计占有全球器材商场近90%的比例，均为IDM形式。
现在碳化硅功率器材首要定诀窍功率在1kw-500kw之间、作业频率在10KHz-100MHz之间的场景，特别是一些关于能量功率和空间尺度要求较高的运用，如电动轿车车载充电机与电驱体系、充电桩、光伏微型逆变器、高铁、智能电网、工业级电源等范畴，可代替部分硅基MOSFET与IGBT。
当时电动轿车的车载充电机商场已逐渐选用碳化硅SDB，产品会集在1200V/10A、20A，每台车载充电机需求4-8颗碳化硅SBD，全球已有超20余家轿车厂商开端选用。
电动轿车的电驱体系，首要指功率操控单元PCU，办理电池中的电能与电机之间的流向、传递速度。传统PCU运用硅基半导体制成，强电流与高压电穿过硅基功率器材时的电能损耗是电动力车最首要的电能损耗来历，而运用碳化硅SBD和MOSFET可下降10%的总能量损耗，称颂可下降PCU 80%的体积，使得车辆更为紧凑轻盈。
因而碳化硅MOSFET代替硅基IGBT是电驱体系开展的必然趋势，估计该商场将在下一年碳化硅MOSFET老练牢靠后全面发动。现在，特斯拉Model 3的电驱体系已选用了ST所供给的的碳化硅器材，丰田也将于2020年正式推出搭载碳化硅器材的电动轿车。
据IMS Research陈述显现，碳化硅功率器材2017年商场比例在3亿美元左右，首要会集在光伏逆变器与电源范畴。虽只占到功率器材商场的1.5%的规划，但近几年的年复合增长率保持在30%以上。
称颂，在产品结构也首要是以二极管为主，占到80%以上的比例，而未来跟着电动轿车作为主驱动力以及MOSFET器材的上量，有望在未来8年超20亿美元。
在商场格式上，现在Infineon是全球SiC器材范畴出售额排名榜首的企业，商场比例近40%，Cree、Rohm、ST别离排名二、三、四位，商场比例别离为23%、16%、10%，国产代替空间大。
尽管全球碳化硅器材商场现已初具规划，可是碳化硅功率器材范畴依然存在一些许多共性问题亟待打破，比方碳化硅单晶和外延资料价格居高不下、资料导游问题仍未彻底处理、碳化硅器材制作工艺难度较高、高压碳化硅器材工艺不老练、器材封装不能满意高频高温运用需求等，全球碳化硅技能和工业间隔老练尚有必定的距离，在必定程度上约束了碳化硅器材商场扩展的脚步。
大尺度碳化硅单晶衬底制备技能仍不老练。现在许诺上碳化硅芯片的制作现已从4英寸换代到6英寸，并现已开宣布了8英寸碳化硅单晶样品，与先进的硅功率半导体器材比较，单晶衬底尺度依然偏小、导游水平依然偏高。
缺少更高效的碳化硅单晶衬底加工技能。碳化硅单晶衬底资料线切开工艺存在资料损耗大、功率低一级导游，有必要进一步开发大尺度碳化硅晶体的切开工艺，进步加工功率。衬底外表加工质量的好坏直接决议了外延资料的外表导游密度，而大尺度碳化硅衬底的研磨和抛光工艺仍不能满意要求，需求进一步开发研磨、抛光工艺参数，下降晶圆外表粗糙度。
P型衬底技能的研制较为滞后。现在商业化的碳化硅产品是单极型器材。未来高压双极型器材需求P型衬底。现在碳化硅P型单晶衬底导游较高、电阻率较高，其基础科学问题没有得到打破，技能开发滞后。
近年来，我国碳化硅单晶资料范畴取得了长足进步，但与许诺水平比较仍存在必定的距离。除了以上共性问题以外，我国碳化硅单晶资料范畴在以下两个方面存在巨大的不落窠臼：
是本乡碳化硅单晶企业无法为国内现已/行将投产的6英寸芯片工艺线英寸单晶衬底资料。
N型碳化硅外延成长技能有待进一步进步。现在外延资料成长进程中气流和温度操控等技能仍不完美，在6英寸碳化硅单晶衬底上成长高均匀性的外延资料技能仍有必定应战，必定程度影响了中低压碳化硅芯片良率的进步。
P型碳化硅外延技能仍不老练。高压碳化硅功率器材是双极型器材，对P型重掺杂外延资料提出了要求，现在尚无满意需求的低导游、重掺杂的P型碳化硅外延资料。
近年来我国碳化硅外延资料技能获得了长足开展，申请了一系列的专利，正在缩小与其它国家的距离，现已开端批量选用本乡4英寸单晶衬底资料，产品现已打入许诺商场。
现在国内碳化硅外延资料产品以4英寸为主，因为受单晶衬底资料的友谊，尚无法批量供货6英寸产品。
尽管许诺上碳化硅器材技能和工业化水平开展迅速，开端了小规模代替硅基二极管和IGBT的商场化进程，可是碳化硅功率器材的商场优势没有彻底构成，尚不能撼动现在硅功率半导体器材商场上的主体位置。许诺碳化硅器材范畴存在的问题首要有：
碳化硅单晶及外延技能还不行完美，高质量的厚外延技能不老练，这使得制作高压碳化硅器材十分困难，而外延层的导游密度又约束了碳化硅功率器材向大容量方向开展。
碳化硅器材工艺技能水平还比较低，这是约束碳化硅功率器材开展和推行完成的技能瓶颈，特别是高温大剂量高能离子注入工艺、超高温退火工艺、深槽刻蚀工艺和高质量氧化层成长工艺尚不抱负，使得碳化硅功率器材中存在不同程度的高温文长时间作业条件下牢靠性低的导游。
在碳化硅功率器材的牢靠性验证方面，其实验规范和点评办法根本沿袭硅器材，没有有专门针对碳化硅功率器材特色的牢靠性实验规范和点评办法，导致实验状况与实际运用的牢靠性有距离。
在碳化硅功率器材测验方面，碳化硅器材测验设备、测验办法和测验规范根本沿袭硅器材的测验办法，导致碳化硅器材动态特性、安全作业区等测验成果不行精确，缺少一致的测验点评规范。
除了以上共性问题外，我国碳化硅功率器材范畴开展还存在研制时间短，技能储备缺乏，进行碳化硅功率器材研制的科研单位较少，研制团队的技能水平跟国外还有必定的距离等问题，特别是在以下三个方面距离巨大：
在SiC MOSFET器材方面的研制开展缓慢，只要少量单位具有独立的研制才能，存在必定程度上依靠许诺代工企业来制作芯片的弊端，简单受制于人，工业化水平不容乐观。
碳化硅芯片首要的工艺设备根本上被国外公司所独占，特别是高温离子注入设备、超高温退火设备和高质量氧化层成长设备等，国内大规划树立碳化硅工艺线所选用的关键设备根本需求进口。
当时碳化硅功率模块首要有引线键合型和平面封装型两种。为了充分发挥碳化硅功率器材的高温、高频优势，有必要不断下降功率模块的寄生电感、下降互连层热阻，并进步芯片在高温下的安稳运转才能。现在碳化硅功率模块存在的首要问题有：
选用多芯片并联的碳化硅功率模块，因为结电容小、开关速度高，因而在开关进程中会呈现极高的电流上升率（di/dt）和电压上升率（dv/dt），在这种状况下会发生较严峻的电磁搅扰和额定损耗，无法发挥碳化硅器材的优秀功能。
碳化硅功率模块的封装工艺和封装资料根本沿袭了硅功率模块的老练技能，在焊接、引线、基板、散热等方面的阻拦缺乏，功率模块杂散参数较大，牢靠性不高。
碳化硅功率高温封装技能开展滞后。现在碳化硅器材高温、高功率密度封装的工艺及资料尚不彻底老练。为了发挥碳化硅功率器材的高温优势，有必要进一步研制先进烧结资料和工艺，在高温、高牢靠封装资料及互连技能等方面完成全体打破。
尽管碳化硅功率器材运用远景宽广，可是现在受限于价格过高级要素，迄今为止，商场规划并不大，运用规模并不广，首要会集于光伏、电源等范畴。现在碳化硅器材运用存在的首要问题有：
碳化硅功率器材的驱动技能尚不老练。为了充分发挥碳化硅功率器材的高频、高温特性，要求其驱动芯片具有作业温度高、驱动电流大和牢靠性高的特色。现在驱动芯片沿袭硅器材的驱动技能，尚不能满意要求。
碳化硅功率器材的维护技能尚不完善。碳化硅功率器材具有开关频率快、短路时间短等特色，现在器材维护技能尚不能满意需求。
碳化硅器材的电路运用开关模型尚不能全面反映碳化硅功率器材的开关特性，尚不能对碳化硅器材的电路拓扑仿真规划供给精确的辅导。
碳化硅功率器材运用的电路拓扑尚不行优化。现在碳化硅功率器材的运用电路拓扑根本上沿袭硅器材的电路拓扑，没有开宣布彻底发挥碳化硅功率器材优势的新式电路拓扑结构。
全体而言，第三代半导体技能尚处于开展状况，还有许多缺乏之处。以当时运用程度最高的碳化硅为例，其技能上尚有几个导游：
资料本钱过高。现在碳化硅芯片的工艺不如硅老练，首要为4英寸晶圆，资料的利用率不高，而Si芯片的晶圆早现已开展到12寸。详细而言，相同标准的产品，碳化硅器材的全体价格到达硅器材的5-6倍。
高温损耗过大。碳化硅器材尽管能在高温下运转，但其在高温条件下发生的高功率损耗很大程度上约束了其运用，这是与器材开发之初的意图相违反的。
封装技能滞后。现在碳化硅模块所运用的封状技能仍是沿袭硅模块的规划，其牢靠性和寿数均无法满意其作业温度的要求。
