碳化硅是什么材料

碳化硅又名碳硅石、金刚砂，是第三代半导体材料代表之一，是一种无机物，是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑（生产绿色碳化硅时需要加食盐）等原料通过电阻炉高温冶炼而成。

利用碳化硅具有耐腐蚀、耐高温、强度大、导热性能良好、抗冲击等特性，碳化硅一方面可用于各种冶炼炉衬、高温炉窑构件、碳化硅板、衬板、支撑件、匣钵、碳化硅坩埚等。

另一方面可用于有色金属冶炼工业的高温间接加热材料，如竖罐蒸馏炉、精馏炉塔盘、铝电解槽、铜熔化炉内衬、锌粉炉用弧型板、热电偶保护管等；用于制作耐磨、耐蚀、耐高温等*碳化硅陶瓷材料；还可以制作火箭喷管、燃气轮机叶片等。

碳化硅的种类

碳化硅有黑碳化硅和绿碳化硅两个常用的基本品种，都属α-SiC。

1、黑碳化硅含SiC约95%，其韧性高于绿碳化硅，大多用于加工抗张强度低的材料，如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等。

2、绿碳化硅含SiC约97%以上，自锐性好，大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃，也用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具。此外还有立方碳化硅，它是以特殊工艺制取的黄绿色晶体，用以制作的磨具适于轴承的超精加工。

第三代半导体是以碳化硅(SiC) 、氮化镓(GaN) 为主的半导体材料，与第一代、第二代半导体材料（SI、CaAs）不同，第三代半导体材料具有高频、高效、高功率、耐高压、抗辐射等诸多优势特性，在5G、新能源汽车、消费电子、新一代显示、航空航天等领域有重要应用。目前主要应用在5G、新能源车、充电桩、光伏、轨道交通等领域的核心部件上，而以上领域都是国家重点发展的方向。

在第一代和第二代半导体材料的发展上，我国由于起步时间远远落后，导致在材料供应上受制于人。但在第三代半导体材料领域，国内厂商起步与国外厂商相差不多，且渗透率较低，国产替代空间巨大，在“十四五”等国家政策的密集推动下，国内厂商有望实现技术弯道超车。

第一代半导体材料以硅（Si）、锗（Ge）为代表，该类材料产业链较为成熟，技术储备完善且制作成本较低，目前主要应用于大规模集成电路中；

第二代半导体材料以砷化镓（GaAs）和磷化铟（InP）为代表，在物理结构上具备直接带隙的特点，相对于 Si 材料具有光电性能佳、工作频率高，抗高温、抗辐射等优势，适用于制作高速高频、大功率及发光电子器件，是制作高性能微波、毫米波器件及发光器件的优良材料，广泛运用于移动通讯、卫星通讯、光通讯和 GPS 导航等领域；

第三代半导体指以氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）为代表的化合物半导体，还包括氧化锌（ZnO）和金刚石该类半导体材料禁带宽度大于或等于 2.2eV，因此也被称为宽禁带半导体材料

易车讯 日前，我们从相关渠道获悉，在第三代半导体碳化硅器件的帮助下，可以让当前的新能源车实现充电10分钟，行驶400公里，能耗降低50%的目标，目前中国电子科技集团旗下的多种规格碳化硅器件，已经在新能源车载充电装置上实现了批量应用。

根据中国电子科技集团专家的介绍，新能源汽车如果用传统的第一代半导体器件，充电时间需要半个小时以上，而采用了第三代半导体碳化硅器件以后，可以实现充电10分钟行驶400公里。

碳化硅器件是新能源汽车车载充电装置所需的关键元器件，2020年以前，这类器件完全依赖进口，而现在，中国电科的碳化硅器件，装车量已经达到100万台。

据悉，以碳化硅为代表的第三代半导体被称为“绿色”半导体，目前中国电科的第三代半导体器件实现了从研发到商用的转型，它的器件节能性是硅器件的4倍，可以使新能源汽车能耗降低50%，特高压电网损耗降低60%，轨道交通功率器件系统损耗降低20％以上。

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