一、功率半導(dǎo)體技術(shù)及應(yīng)用

近期，半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域非常熱鬧。芯片是工業(yè)的“糧食”，是支持整個社會發(fā)展和經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)性核心產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟的命脈。功率半導(dǎo)體作為能源物聯(lián)網(wǎng)的“CPU”，是弱電控制與強電運行的橋梁，能夠?qū)崿F(xiàn)能源的傳輸、轉(zhuǎn)換與控制。功率半導(dǎo)體具有獨特的結(jié)構(gòu)、機理和制造工藝，融合了越來越多的微電子制造工藝，與我們?nèi)粘Ｉ钆龅降?a href="http://www.www27dydycom.cn/v/tag/123/" target="_blank">集成電路芯片有所差別。

1、功率半導(dǎo)體材料技術(shù)演變

功率半導(dǎo)體器件離不開材料的支撐。半導(dǎo)體材料從40年代起到現(xiàn)在，主要經(jīng)歷了三代：第一代是元素半導(dǎo)體，主要材料為鍺（Ge）、硅（Si）；第二代是化合物半導(dǎo)體，主要材料為砷化鎵（GaAs）、硫化錫（InP）；第三代為寬禁帶半導(dǎo)體，主要材料為碳化硅（SiC）、氮化嫁（GaN），其擁有更寬的禁帶、更高的臨界擊穿電場、更高的熱導(dǎo)率，因此特別適合高壓、高溫和高頻應(yīng)用。第二代化合物半導(dǎo)體主要用在微波射頻方面，大功率半導(dǎo)體用的材料主要是第一代和第三代。

2、功率半導(dǎo)體技術(shù)演變

功率半導(dǎo)體器件自40年代在美國發(fā)明以來，其技術(shù)演變也經(jīng)歷了三代：第一代包括鍺管、硅二極管和晶閘管，以硅基晶閘管為代表，主要特征是半控性，只能控制導(dǎo)通，不能自主關(guān)斷；第二代主要以硅材料為主，包括MOSFET、GTO、IGBT和IGCT，最主要特點是不僅可以控制開通，而且有自主關(guān)斷能力，可以實現(xiàn)自由開關(guān)，且頻率更高；第三代半導(dǎo)體，以寬禁帶材料為主，包括SiC、GaN材料等，SiC材料和器件雖然上世紀(jì)八十年代就開始有研究，但真正的快速發(fā)展還是在2000年以后，目前雖有SiC SBD和MOSFET產(chǎn)品，但技術(shù)尚未成熟。

目前主流、使用較多的半導(dǎo)體器件，一是晶閘管，它可以輸出較大功率，但頻率相對較低，主要用于直流輸電和大功率低頻電源等；二是IGCT，它是將GTO與門極驅(qū)動電路以低感方式集成在一起，這樣可以改善關(guān)斷性能，此器件目前主要用于大功率電機傳動，包括船舶驅(qū)動、海上風(fēng)電等；三是IGBT，自上世紀(jì)90年代突破技術(shù)瓶頸以后，已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和大規(guī)模應(yīng)用，當(dāng)前大功率IGBT最高可實現(xiàn)6500V，其應(yīng)用方式較廣，包括軌道交通、光伏發(fā)電、汽車電子等，是當(dāng)前主流開關(guān)器件。

二、IGBT技術(shù)進展及其新能源汽車應(yīng)用

IGBT是在MOS基礎(chǔ)上發(fā)展出的復(fù)合型功率半導(dǎo)體器件，是傳統(tǒng)電力電子技術(shù)與微電子技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。IGBT是電壓控制型的功率開關(guān)器件，工作頻率介于MOS和BJT之間，功率容量較大。它最大的技術(shù)挑戰(zhàn)是要以微電子的精細(xì)結(jié)構(gòu)，耐受傳統(tǒng)電力電子的功率開關(guān)與開關(guān)過程中的各種電磁熱機械應(yīng)力等非常嚴(yán)酷的應(yīng)用考驗。

IGBT是上世紀(jì)80年代初發(fā)明，30年來，其功率密度提高了3倍，損耗只有原來的1/3，可靠性越來越高，芯片越來越小的，但控制的功率則越來越大。

1、IGBT發(fā)展的技術(shù)挑戰(zhàn)

當(dāng)前IGBT的發(fā)展存在三個技術(shù)瓶頸：一是降低導(dǎo)通損耗；二是降低開通損耗、開通損耗；三是魯棒性，要讓各項參數(shù)都運行在安全工作區(qū)（SOA）之內(nèi)，包括正偏安全工作區(qū)（FBSOA）、反偏安全工作區(qū)（RBSOA）、開關(guān)安全工作區(qū)（SSOA）和短路安全工作區(qū)（SCSOA）。平衡和優(yōu)化好這三者關(guān)系，能夠讓IGBT向更大功率、更高密度、更高可靠性發(fā)展。

2、封裝形式

目前IGBT主要有以下幾種封裝形式：

一是TO標(biāo)準(zhǔn)塑封模塊結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)較簡單，成本也較低，主要是單芯片或一個IGBT和一個二級管等兩種形式，但是這種封裝形式的熱循環(huán)壽命有限。

二是工業(yè)/汽車級標(biāo)準(zhǔn)功率模塊結(jié)構(gòu)，目前來看，只要功率超過幾個千瓦以上，都會采用這種模塊封裝的形式，其特點是散熱好，功率循環(huán)和熱循環(huán)壽命相對較好，且工藝相比其他形式更為成熟，成本相對適中。

三是壓接式IGBT，這種封裝方式?jīng)]有焊層、引線鍵合，它最大的特點是功率容量大，擁有更高的安全工作區(qū)（SOA），且具有失效短路特性，適用于串聯(lián)應(yīng)用、可以承受較高電壓，但是工藝較為復(fù)雜，成本較高。

3、IGBT的應(yīng)用

下面以高鐵和純電動汽車的應(yīng)用來說明IGBT可靠性要求：

高鐵常用的IGBT是1500A/3300V焊接型模塊，一列長編組由256只模塊組成，包括9216片芯片，折算芯片面積約為1.68㎡，擁有接近1.5億個IGBT元胞，只要其中一個元胞失效，這列高鐵就會出現(xiàn)故障，因此對IGBT可靠性要求非常高。

而汽車用IGBT功率小很多，主要用于電機驅(qū)動、DC/DC升壓變換器、雙向DC/AC逆變器，以及充電端的DC/DC降壓變換器，電機控制器用一個6單元模塊，這種IGBT包括36片芯片，約240萬個元胞，任何一個元胞出故障，汽車也會出現(xiàn)故障，對IGBT的可靠性要求也非常高。除此之外，新能源汽車對功率半導(dǎo)體在損耗、功率密度以及成本上也有著更高的技術(shù)需求。

目前來看，并不是所有器件都能應(yīng)用于新能源汽車。新能源汽車中IGBT面臨著復(fù)雜的使用環(huán)境和應(yīng)用工況：一是車載工況功率循環(huán)波動比高鐵還要復(fù)雜；二是長期處于高震動、高濕度、高溫度的工作環(huán)境；三是裝配體積、重量和制造成本有嚴(yán)格限制；四是汽車模塊的長期壽要長于20km或長于15年使用壽命。

4、功率半導(dǎo)體的技術(shù)要求

汽車級功率半導(dǎo)體模塊標(biāo)準(zhǔn)長期缺失，直到最近幾年才有一些標(biāo)準(zhǔn)可以參考。汽車IGBT一是要滿足最新汽車級標(biāo)準(zhǔn)LV324/AQG324的要求，二是中國IGBT聯(lián)盟和中關(guān)村寬禁帶聯(lián)盟等團體標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)主要在溫度沖擊、功率循環(huán)、溫度循環(huán)、結(jié)溫等與全生命周期可靠性相關(guān)的一些方面提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。

目前，IGBT的技術(shù)能夠為汽車應(yīng)用提供完整的解決方案，滿足市場多樣化的需求，包括更高的功率密度、更高的可靠性、更高的工作結(jié)溫、更低的成本以及定制化的能力。

中國作為全球新能源汽車最大的應(yīng)用市場，2018年將近130萬輛汽車，到2020年將達(dá)到200萬輛新能源汽車，為汽車IGBT市場提供了一個非常好的市場空間。

三、車規(guī)級IGBT的技術(shù)挑戰(zhàn)與解決方案

新能源汽車對IGBT提出非常高的要求，要求其擁有更強大、更高效的功率處理能力，同時也要降低本身過多的電力消耗和不必要的熱量產(chǎn)生，以提高整車的性能。

1、技術(shù)難題與挑戰(zhàn)

目前技術(shù)方面遇到的主要難題：一是續(xù)駛里程與排放要求帶來的低損耗問題；二是輕量化帶來的高功率密度與散熱問題；三是惡劣運行環(huán)境與極端工況所要求的的安全工作區(qū)和長期可靠性問題；四是汽車產(chǎn)業(yè)生態(tài)要求的低成本問題。

目前車規(guī)級IGBT面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)：一是芯片的設(shè)計與制造，芯片低功耗高與高可靠性、高功率容量之前較難平衡；二是芯片封裝的全流程，解決高效散熱、可靠性等并進行性能驗證，以確保汽車長期的可靠運行；三是如何通過驅(qū)動控制，保障某些特殊工況下IGBT的正常運行。

2、車規(guī)級IGBT拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

目前IGBT的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有三種：單管模塊、2 in 1模塊、6 in 1模塊，組成一個完整的3相全波整流電路，通過靈活的電路拓?fù)淇梢詫崿F(xiàn)在汽車上不同的集成應(yīng)用要求。

3、各企業(yè)技術(shù)路線圖

（1）英飛凌

2013年起，英飛凌對車規(guī)級IGBT芯片技術(shù)進步作出了很多貢獻，包括IGBT3和HybridPACK 2。電壓從650V提高到750V，電流密度從150A/cm2提高到270A/cm2，功率密度約為2kw/mm2，比高鐵IGBT功率密度更高。

（2）三菱

三菱在芯片和封裝環(huán)節(jié)做了大量的研發(fā)工作，其雙面散熱技術(shù)相對領(lǐng)先。

（3）中車

中車自2008年進入IGBT領(lǐng)域，經(jīng)過10年發(fā)展，目前IGBT在高鐵上的應(yīng)用已經(jīng)實現(xiàn)了自主化，電網(wǎng)的應(yīng)用也開始批量、大規(guī)模推廣。2012年起，中車開始布局車規(guī)級IGBT的研發(fā)工作，目前已經(jīng)研發(fā)兩代車規(guī)級IGBT技術(shù)，包括第5代高性能溝槽柵和第6代精細(xì)溝槽柵IGBT芯片，電流密度達(dá)到275A/cm2，與國外先進水平相當(dāng)，并已開始研發(fā)基于逆導(dǎo)RET技術(shù)的下一代更高電流密度芯片。

4、車規(guī)級IGBT技術(shù)解決方案

（1）高性能FRD

使用高性能FRD，可以有效減小振蕩和干擾問題，穩(wěn)定車規(guī)級IGBT的運行。目前，中車FRD主要是基于先進PIC結(jié)構(gòu)，通過質(zhì)子和電子輻照，對少子壽命進行控制，實現(xiàn)了與IGBT性能上的良好匹配。另一種解決方案是使用SiC SBD來實現(xiàn)IGBT的續(xù)流控制，這種方式可以降低IGBT模塊30%的損耗，但弊端是因為SBD反向恢復(fù)快、會對IGBT的開通造成很大電流沖擊，影響長期可靠性。因此，如果能找到性能比較好的FRD，不建議采用兩種不同頻率器件混合使用，會影響總體性能和可靠性。

（2）布局優(yōu)化與低感設(shè)計

通過布局優(yōu)化與低感設(shè)計，可以降低高頻應(yīng)用條件下EMI的影響，改善芯片均流，降低開關(guān)過程的電壓過沖，提高功率密度。

（3）絕緣結(jié)構(gòu)

IGBT主要通過陶瓷襯板，來實現(xiàn)陰性和陽性的絕緣，目前使用的襯板包括AlN陶瓷襯板、Al2O3陶瓷襯板、Si3N4陶瓷襯板。出于對成本控制，多數(shù)車規(guī)級IGBT都使用Al2O3陶瓷襯板進行封裝。但Al2O3與硅、銅熱膨脹系數(shù)相差較大，在使用過程中會此引起材料的疲勞與焊接層的退化，從而影響整個模塊的使用壽命。

（4）優(yōu)化封裝材料體系

IGBT電性能的改善已經(jīng)遇到瓶頸，可以通過改善熱設(shè)計來進一步提高IGBT的性能與可靠性，優(yōu)化封裝材料體系，減少封裝互連界面，將熱膨脹系數(shù)的失配盡可能降低，做成一體化集成襯板，改善IGBT模塊的特性。

（5）高效散熱技術(shù)

在基板也有技術(shù)措施來改善車規(guī)級IGBT的性能：使用帶有Pin-fin結(jié)構(gòu)的直接液冷散熱，雙面水冷散熱技術(shù)，可降低20%-30%的熱阻。

（6）模塊封裝可靠性設(shè)計

IGBT使用過程當(dāng)中可靠性的最大問題是焊接層，長期運行會引起材料退化，從而引起熱阻和導(dǎo)通壓降升高。針對這一問題，目前已有新的解決方案：通過低溫?zé)y結(jié)技術(shù)，達(dá)到超高的熔點、優(yōu)良的熱導(dǎo)率，從而獲得較好的熱循環(huán)和功率循環(huán)能力。

銅工藝技術(shù)也能提高可靠性。高鐵模塊使用銅金屬化+銅線縫合；汽車模塊使用銅箔燒結(jié)+銅線鍵合。通過此種銅工藝技術(shù)可以將功率循環(huán)能力提高10倍。

另一個可提高可靠性的方法是雙面焊接技術(shù)。目前所有模塊的封裝，都是基于單面散熱這種模式實現(xiàn)的，而雙面焊接則使芯片直接與對襯板相連，取消引線互連，可提升50%的功率循環(huán)能力。

功率端子是IGBT通過最大電流、產(chǎn)生最大熱量的地方，端子連接質(zhì)量直接影響IGBT模塊應(yīng)用可靠性，也是IGBT主要的失效模式之一，在所有導(dǎo)致IGBT失效的影響因素中占比較高。傳統(tǒng)工藝是通過焊片來實現(xiàn)端子跟襯板的互連，新的技術(shù)主要通過金屬段子超聲焊接的方式，可以顯著降低接觸熱阻，改善散熱能力，增加電流承載能力，提高車載環(huán)境中機械震動和沖擊的抵抗能力。

（7）封裝模式

目前車規(guī)級IGBT主要有三種封裝模式：標(biāo)準(zhǔn)封裝模式——Type 1、針翅型封裝——Type2、平面封裝——Type3。

中車汽車級IGBT模塊包括S1模塊、S2模塊、S3模塊和L1模塊，分別對標(biāo)英飛凌的HP2、DC6和HPDrive，包括全部參數(shù)與性能及外部接口尺寸，雙面散熱的模塊英飛凌還沒有大規(guī)模推廣。L1是一種平面封裝模塊，實現(xiàn)雙面散熱，目前正在做樣品驗證。

四、車規(guī)級功率器件技術(shù)發(fā)展趨勢

未來，電機控制器將進一步小型化、輕量化，要求高功率與高效率、芯片損耗更低、電流密度更大、頻率與工作溫度更高。同時，要求模塊散熱更好、焊接層與焊點更牢固，長期可靠性更高。

目前主流技術(shù)解決方案包括：通過精細(xì)化技術(shù)，做到溝槽精細(xì)化，以此達(dá)到更高的電流密度；將IGBT跟FRD通過單片集成的方式結(jié)合，進一步提高電流密度；通過超結(jié)等技術(shù)進一步降低IGBT的損耗。

提高模塊可靠性可從以下幾方面入手：全銅模塊、高溫封裝和功能集成。

1、芯片技術(shù)迭代示意

目前，滿足汽車需求的IGBT產(chǎn)品已用灰色區(qū)域標(biāo)注（見下圖），包括英飛凌的IGBT3、IGBT4、EDT2，日系（富士電機、三菱電機）包括IGBT5、IGB6、IGB7，中車包括第5代TMOS、6代RTMOS和7代RCMOS。英飛凌的IGBT4與中車第5代TMOS對應(yīng)，EDT2跟中車的第6代RTMOS對應(yīng)。

2、精細(xì)化技術(shù)

為了實現(xiàn)更高功率密度，一方面希望芯片厚度越來越薄。另一方面，通過精細(xì)化的技術(shù)，讓IGBT元胞變得越來越小，單位面積的芯片有效面積可以容納更多的元胞，增強正面載流子注入，減小壓降與寄生電容。

中車開發(fā)的第6代IGBT，采用了自主研發(fā)的RET (Recessed-Emitter-Trench)技術(shù)，可以通過RET實現(xiàn)1.2um - 0.5um的Mesa結(jié)構(gòu)，已經(jīng)達(dá)成2750A/cm2目標(biāo)，與英飛凌EDT2相當(dāng)，正在努力實現(xiàn)電流密度達(dá)到300A/cm2或更高。此外，采用質(zhì)子注入和激光退火等技術(shù)實現(xiàn)超薄片工藝，優(yōu)化P發(fā)射極-n緩沖層設(shè)計，提升耐壓和短路安全工作區(qū)。此外，基于RET引入RDT，可以在維持Vce較低水平的同時降低Eon和Eoff，進一步改善特性。

另一個精細(xì)化技術(shù)是基于RET第7代IGBT的逆導(dǎo)型，擁有更高的功率密度和良好的功率循環(huán)能力，溫度更加均勻，且由于IGBT和FDR交錯的工作模式，能夠更加有效利用芯片面積。

3、超結(jié)技術(shù)

超結(jié)IGBT技術(shù)。目前超結(jié)技術(shù)有兩個方向：一是邊緣終端的超結(jié)技術(shù)，實現(xiàn)臺面尺寸更小，有效面積更大；二是通過垂直超結(jié)技術(shù)，這樣可以把芯片做得更薄，損耗更低，電流能力會更大。

4、高結(jié)溫終端技術(shù)

溫度提高對功率容量提升作用很大，但前提是IGBT芯片能夠承受高溫，所以高溫終端技術(shù)就成為了核心。當(dāng)前技術(shù)可以讓高鐵IGBT在150度的環(huán)境下正常運行，汽車IGBT已經(jīng)可以在175度的環(huán)境下正常運行。

未來，高鐵IGBT的抗高溫能力將做到175度或更高，汽車IGBT的抗高溫能力將做到200度或更高?？梢哉f，高結(jié)溫對整個芯片的設(shè)計和材料體系都將是一個很大的挑戰(zhàn)。

5、碳化硅芯片

碳化硅（SiC）因為禁帶寬、導(dǎo)熱和絕緣能力強，非常適合作為功率半導(dǎo)體的材料，它比硅（Si）基器件更容易實現(xiàn)低損耗、高開關(guān)頻率、高結(jié)溫，且溫度升高對于開關(guān)損耗變化很小，良好的輸出特性更適合于牽引工況。

（1）碳化硅器件的優(yōu)勢

SiC MOSFET與Si IGBT比較，工作頻率更高、損耗更低，且隨著功率頻度升高，損耗低的優(yōu)勢將會更加明顯體現(xiàn)。

SiC器件主要有以下應(yīng)用優(yōu)勢：低 Rds(on)、可耐受200度工作溫度、10倍的工作頻率、低損耗、散熱要求低、體積小。

（2）碳化硅器件的技術(shù)挑戰(zhàn)

目前碳化硅芯片仍面臨很多技術(shù)挑戰(zhàn)：一是制造高質(zhì)量、低缺陷率的襯底和外延層；二是提高MOSFET溝通遷移率和柵氧穩(wěn)定性；三是溝槽柵SiC技術(shù)如何做到低損耗、大電流容量、更高可靠性。

6、先進封裝技術(shù)

通過先進封裝技術(shù)，降低模塊電感，提高可靠性。目前主要的工作體現(xiàn)在以下幾個方面：

直接端子互連技術(shù)：實現(xiàn)芯片表面平面鍵合，替代傳統(tǒng)引線鍵合；

柔性PCB互連技術(shù)：集成功率端子，降低雜散電感，提高功率循環(huán)能力；

3D封裝技術(shù)：AMB技術(shù)實現(xiàn)疊層互連，減少封裝材料界面，提升汽車模塊散熱性能；

全銅工藝：芯片銅金屬化、銅線互連、銅端子超聲焊接、銅燒結(jié)技術(shù)；

SiC高溫封裝：基于高溫封裝材料的低電感、高集成度、多功能、復(fù)合SiC模塊封裝技術(shù)。

7、功能集成

加強具有集成溫度或電流傳感功能的精細(xì)溝槽柵芯片技術(shù)，設(shè)計更加緊湊的集成水冷流道的散熱結(jié)構(gòu)，集成逆變橋及整流橋功能的多合一功率模組。

關(guān)于SiC器件技術(shù)，中車從2010年開始SiC器件研發(fā)，已經(jīng)突破SiC器件關(guān)鍵技術(shù)，建成了一條6英寸SiC芯片生產(chǎn)線，研發(fā)了包括SBD和MOSFET ，1200V到1700V到330V都有一些產(chǎn)品在做小批量的試驗，包括全碳化硅的器件，這里是3300V，混合模塊和碳化硅模塊在高鐵和軌道交通實現(xiàn)。

最后，小結(jié)一下汽車級IGBT的技術(shù)發(fā)展趨勢。未來，功率半導(dǎo)體IGBT的芯片將會更小、晶圓更大、厚度更薄，通過成本、功率密度、結(jié)溫、可靠性等方面的提升，實現(xiàn)整個芯片技術(shù)進步。模塊的未來趨勢是更高的熱導(dǎo)率材料、更厚的覆銅層、良好的集成散熱功能和更高的可靠性。

五、總 結(jié)

第一，汽車的未來是電動汽車+綠色能源+智能網(wǎng)聯(lián)，這樣才能支撐新能源汽車可持續(xù)發(fā)展，這里要特別強調(diào)一下單憑汽車的電動化而沒有綠色能源的大規(guī)模應(yīng)用，很難實現(xiàn) 預(yù)期的降低排放的目標(biāo)。

第二，基于大功率晶閘管、壓接IGBT、IGCT、高壓SiC器件的電力電子技術(shù)，支撐綠色能源的產(chǎn)生、傳輸和用戶電力定制。

第三，高功率密度的IGBT在性能、可靠性等方面會繼續(xù)發(fā)展，在較長一段時期內(nèi)會是汽車電動化的主流器件。

第四，SiC、GaN等第三代半導(dǎo)體器件加速成熟，將在新能源汽車獲得廣泛應(yīng)用，但需要一個過程，對硅基IGBT也不是一個簡單的替代，而是相互補充。

第五，國產(chǎn)器件有能力支撐國內(nèi)新能源汽車技術(shù)、產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

Q&A

Q

當(dāng)前，特斯拉的電壓已經(jīng)超過1000V，而國內(nèi)充電樁的最高電壓為750V，對于特斯拉的技術(shù)方向，您有何什么見解？

A

750V是最大的技術(shù)挑戰(zhàn)，其對制造工藝要求非常高。如果實現(xiàn)不了50-60微米的芯片加工能力，就很難做好750V的器件。1200V器件的制造難度比750V要小，所以很多半導(dǎo)體廠家更愿意做1200V的器件。

Q

未來3年，IGBT在國內(nèi)市場成本逐漸降低，您是否有百分比量化的預(yù)測？

A

實際上，汽車IGBT的價格一直在降。最近，由于制造端供應(yīng)偏緊，因此價格較為平穩(wěn)。相信未來隨著對低成本的需求和諸多競爭因素等，會讓IGBT的成本價格下降，下降也應(yīng)該是一個較為平穩(wěn)的過程。

Q

在汽車領(lǐng)域，碳化硅未來會不會是一種趨勢？有沒有可能替代IGBT？

A

碳化硅特性較好，優(yōu)勢很明顯。但劣勢也較為明顯，目前主要體現(xiàn)在質(zhì)量、可靠性與價格等方面，主要包括三方面：第一，碳化硅很難做到單片電流較大；第二，碳化硅器件加工效率低；第三，硅器件有很多結(jié)構(gòu)上的改進，碳化硅本身的優(yōu)勢比硅要好，目前因為材料與工藝因素很難通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化去實現(xiàn)性能上的大幅度提高，尤其是其摻雜的靈活性、效率與效果很難與硅工藝去競爭。

碳化硅有優(yōu)勢也有劣勢，總體來說碳化硅是一個發(fā)展趨勢，但可能需要一個過程。目前其超過其他器件十倍以上的價格，很難在市場中競爭。