目前，标准硅器件仍然是电力电子市场的主要部分。虽然许多公司正在开发新的电路拓扑以提高硅器件的效率，但新的碳化硅解决方案正在作为一种新的半导体元件出现，以应对不久的将来的高功率挑战。

 

碳化硅 (SiC)

 

碳化硅比硅贵得多。因此，重要的是针对经济与节能或其他一些技术优势保持同步的应用，以便碳化硅成本合理。

 

碳化硅的主要障碍之一是它通常被视为一种新技术。许多在高功率领域进行设计的工程师非常保守，因此在建立可靠的性能记录之前会减慢采用速度。

 

为了充分利用碳化硅，设计人员必须对其设计进行一些更改，从而对 PCB 进行重大更改。然后提供一个可靠的设计来处理特别高的工作频率是至关重要的。

 

汽车应用是从碳化硅技术中受益匪浅的一些应用。它特别适用于主推进装置以及车载充电器和电池充电站。

 

光伏等需要储能以在没有阳光的情况下提供电力。这需要一定的能量储存能力，因此需要更多的转换器和逆变器。碳化硅是这些功率转换阶段的绝佳候选者。

 

随着越来越多的替代能源，功率流需要特别注意。这需要有源滤波和有源谐波校正。所有这些应用最终都涉及功率半导体。

 

智能电网、电动汽车和晶圆

 

风能和太阳能等重要的可再生能源解决方案通常与储能相结合，是该行业增长最快的领域之一，而宽带隙碳化硅技术是这些解决方案的核心。可再生能源继续在世界发电组合中占据主导地位。

 

碳化硅的介电强度是硅的 10 倍，因此为构建在更高电压下运行的设备提供了可能性，并满足充电基础设施和智能电网领域的要求。在更高的开关频率下工作仍然可以提供多种好处，并且在该领域中，碳化硅使其适用。较高的开关频率允许设计人员减小磁铁、作为滤波器一部分的电感器或变压器本身的物理尺寸，在使用高频时可以更小。因此，这是关键方面部分。

 

在碳化硅领域，也有需要二极管的 DC 到 DC 转换器应用。因此，在 DC 到 DC 转换器应用中，碳化硅对于功率因数校正非常有利。

 

目标是提供下一代碳化硅器件以优化性能成本比。优化晶圆工艺阶段以支持不断增长的产量至关重要。最大的两个障碍仍然是原始碳化硅晶片的时间和质量，晶体结构仍然经常存在缺陷，从而对产量产生负面影响。特别是它直接转化为设备的成本，而成本始终是采用任何新技术的关键驱动因素。