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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，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(zhuǎn)換成市場規(guī)模，讓這個問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，且在常壓就能進行。

     高溫、速度慢碳化硅長晶制程難度十足

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

依據(jù)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天半的時間來拉晶，6吋的硅晶棒則需要約一天。接著，待晶棒冷卻之后，再進行晶圓的切片和研磨。

至于碳化硅晶圓，光長晶的時間，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(xù)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(wěn)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(wěn)定，造成整體市場無法大規(guī)模普及。相較于硅晶，碳化硅的功能性更好，在導(dǎo)熱、延展性和導(dǎo)電性方面都有很好的表現(xiàn)，投入的業(yè)者也很多。但幾年過去，市場規(guī)模依舊十分有限，并沒有出現(xiàn)大的進展，主要的原因就在于原料晶柱的品質(zhì)不穩(wěn)定，造成沒有足夠的晶圓來供應(yīng)市場。

      晶圓短缺與設(shè)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，碳化硅又開始受到重視，主要就是在電動車這類需要高功率元件的應(yīng)用陸續(xù)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(zhuǎn)向使用碳化硅。但隨著硅晶的供需趨穩(wěn)，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(wěn)定的產(chǎn)量。中國雖然已著手自產(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，目前市場也仍是處于短缺的狀況。這也說明了現(xiàn)今整個碳化硅半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的情況，不僅上游晶圓的價格無法松動，連帶終端芯片的價格也難以讓多數(shù)業(yè)者接受。

另一個發(fā)展限制，則是在碳化硅元件的應(yīng)用與設(shè)計上。由于硅晶圓問世已久，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(shù)的芯片工程師只熟悉硅元件的芯片開發(fā)，但對于碳化硅元件的性能與用途，其實不怎么清楚。

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(wěn)定，導(dǎo)致元件的良率與可靠度不足，讓整個的產(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(xù)深耕，中國便是其中最主要的投入者，甚至將之列為重點國家政策之一。