据Yole预测，到2023年，SiC功率半导体市场预计将达到15亿美元。
基于SiC的功率半导体用于600V~10kV应用，大多数SiC应用集中在600V到1700V。
商用的SiC半导体器件有SiC肖特基二极管、SiC JFET及SiC MOSFET。自2011年，Cree公司推出第一代SiC MOSFET，数家半导体公司已经量产SiC MOSFET。市场上主流的SiC产品见表1。
表1：主流SiC MOSFET产品。
在一次技术论坛上，清华大学电机工程与应用电子技术系教授许烈博士对比了几款主流SiC MOSFET与Si MOSFET的性能，如表2所示。
表2：SiC MOSFET与Si MOSFET的性能对比。(来源：许烈)
从表2中可以看到，SiC MOSFET相比Si MOSFET的明显优势包括：更小的导通电阻、更快的开关过程、更小的寄生电容、更高的工作温度、更好的二极管反向恢复特性。缺点包括更高的反向二极管导通压降、驱动电路更复杂、系统对于杂散参数更加敏感。
另外，SiC MOSFET相比Si IGBT的明显优势包括：无拖尾电流现象、更快的开关过程、更小的寄生电容、更高的工作温度、关断时间对负载电流和温度不敏感。缺点是驱动电路复杂、系统对于杂散参数更加敏感。
“SiC器件的反向恢复电流很小，而且负载电流变化时其变化不大。而Si二极管的反向恢复需要电子和空穴的复合，使其反向恢复时间长，反向恢复电流大，同时也受负载电流影响。”许烈博士指出。
GaN用于15~600V的应用，主流产品如表3所示。
表3：主流GaN产品。(来源：许烈)
他指出，宽禁带半导体器件在设计中的关键问题包括：门极电压允许范围相比Si基器件更窄；开关速度更快，带来EMI问题；更高的杂散参数、保护响应速度、驱动电路设计要求。
另外，现有SiC封装仍使用Si器件封装技术，限制了SiC器件的使用温度，这也是未来需要改进的一个方向。同时，许烈表示，高温也是个系统问题，需要从高温功率器件、控制芯片、电感、电容、线缆等多角度解决。
本文为《电子技术设计》2019年7月刊杂志文章。
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