相較于硅（Si），采用碳化硅（SiC）基材的元件性能優(yōu)勢十分的顯著(zhù)，尤其是在耐高壓與耐高溫的性能上，然而，這些優(yōu)勢卻始終未能轉換成市場(chǎng)規模，讓這個(gè)問(wèn)世已十多年的高性能元件一直束之高閣。主要的原因就出在碳化硅晶圓的制造和產(chǎn)能的不順暢。

由于物理的特性，碳化硅材料擁有很高的硬度，目前僅次于金剛石，因此在生產(chǎn)上勢必要在高溫與高壓的條件下才能生產(chǎn)，一般而言，需要在2000°C以上高溫（硅晶僅需在1500°C），以及350MPa以上才能達成。若透過(guò)添加一些特殊的助燒劑，或者氣體沉積的方式，則可使碳化硅燒成溫度降到2000°C左右，且在常壓就能進(jìn)行。

     高溫、速度慢碳化硅長(cháng)晶制程難度十足

而目前已在使用的長(cháng)晶技術(shù)則包含高溫化學(xué)氣象沉積法（HTCVD），與高溫升華法（HTCVT）兩種。

依據目前的硅晶業(yè)者的生產(chǎn)情況，一般而言，生產(chǎn)8吋的硅晶棒，需要約2天半的時(shí)間來(lái)拉晶，6吋的硅晶棒則需要約一天。接著(zhù)，待晶棒冷卻之后，再進(jìn)行晶圓的切片和研磨。

至于碳化硅晶圓，光長(cháng)晶的時(shí)間，就約需要7至10天，而且生成的高度可能只有幾吋而已（硅晶棒可達1至2米以上），再加上后續的加工制程也因為硬度的影響而相對困難，因此其產(chǎn)能十分有限，品質(zhì)也不穩定。

由于碳化硅的生產(chǎn)瓶頸尚未解決，原料晶柱的品質(zhì)不穩定，造成整體市場(chǎng)無(wú)法大規模普及。相較于硅晶，碳化硅的功能性更好，在導熱、延展性和導電性方面都有很好的表現，投入的業(yè)者也很多。但幾年過(guò)去，市場(chǎng)規模依舊十分有限，并沒(méi)有出現大的進(jìn)展，主要的原因就在于原料晶柱的品質(zhì)不穩定，造成沒(méi)有足夠的晶圓來(lái)供應市場(chǎng)。

      晶圓短缺與設計經(jīng)驗不足影響碳化硅終端芯片發(fā)展

然而，最近這五年，碳化硅又開(kāi)始受到重視，主要就是在電動(dòng)車(chē)這類(lèi)需要高功率元件的應用陸續浮出臺面，讓人們意識到碳化硅元件在耐高壓方面的優(yōu)勢。

碳化硅晶圓在去年有一個(gè)高潮，主要的原因就是硅晶（Si）材料的短缺，因此有部分的業(yè)者轉向使用碳化硅。但隨著(zhù)硅晶的供需趨穩，碳化硅又再回到先前的局面。

碳化硅晶圓的生產(chǎn)具有一定的技術(shù)難度，目前全球僅約有三、四家業(yè)者（Cree、Norstel、新日鐵住金等）能提供穩定的產(chǎn)量。中國雖然已著(zhù)手自產(chǎn)，但在品質(zhì)方面尚未能趕上美日，因此全球的產(chǎn)能仍十分有限，目前市場(chǎng)也仍是處于短缺的狀況。這也說(shuō)明了現今整個(gè)碳化硅半導體產(chǎn)業(yè)的情況，不僅上游晶圓的價(jià)格無(wú)法松動(dòng)，連帶終端芯片的價(jià)格也難以讓多數業(yè)者接受。

另一個(gè)發(fā)展限制，則是在碳化硅元件的應用與設計上。由于硅晶圓問(wèn)世已久，而且行之有年，有非常完整的工具與技術(shù)支撐，因此絕大多數的芯片工程師只熟悉硅元件的芯片開(kāi)發(fā)，但對于碳化硅元件的性能與用途，其實(shí)不怎么清楚。

工程師對碳化硅元件本身的性能就已經(jīng)不太清楚，再加上晶圓品質(zhì)的不穩定，導致元件的良率與可靠度不足，讓整個(gè)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常緩慢。

雖然碳化硅的發(fā)展仍十分緩慢，但其優(yōu)異的性能優(yōu)勢，依然是吸引了部分的業(yè)者持續深耕，中國便是其中最主要的投入者，甚至將之列為重點(diǎn)國家政策之一。