一直以来，硅是制造半导体芯片最常用的材料，目前90%以上的半导体产品是以硅为衬底制成的。究其原因，是硅的储备量大，成本比较低，并且制备比较简单。然而，硅在光电子领域和高频高功率器件方面的应用却受阻，且硅在高频下的工作性能较差，不适用于高压应用场景。这些限制让硅基功率器件已经渐渐难以满足新能源车及高铁等新兴应用对器件高功率及高频性能的需求。

在这个背景下，碳化硅走到了聚光灯下。相比于第一代和第二代半导体材料，SiC具有一系列优良的物理化学特性，除了禁带宽度，还具有高击穿电场、高饱和电子速度、高热导率、高电子密度和高迁移率等特点。SiC的临界击穿电场是Si的10倍，GaAs的5倍，这提高了SiC基器件的耐压容量、工作频率和电流密度，降低了器件的导通损耗。加上比Cu还高的热导率，器件使用时无需额外散热装置，减小了整机体积。此外，SiC器件具有极低的导通损耗，而且在超高频率时，可以维持很好的电气性能。例如从基于Si器件的三电平方案改为基于SiC的两电平方案，效率可以从96%提高到97.6%，功耗降低可达40%。因此SiC器件在低功耗、小型化和高频的应用场景中具有极大的优势。

和传统的硅相比，碳化硅的使用极限性能优于硅，可以满足高温、高压、高频、大功率等条件下的应用需求，当前碳化硅已应用于射频器件及功率器件。

碳化硅材料能够把器件体积做的越来越小，性能越来越好，所以近年来电动汽车厂商都对它青睐有加。根据ROHM的数据，一款5KW的LLCDC/DC转换器，电源控制板由碳化硅替代硅基器件后，重量从7kg减少到0.9kg，体积从8755cc降低到1350cc。碳化硅器件尺寸仅为同规格硅器件的1/10，碳化硅MOSFET系统能量损失小于硅基IGBT的1/4，这些优势也能够为终端产品带来显著的性能提升。

根据CREE的数据，相同的电池下搭载了碳化硅MOSFET的电动车比使用硅基IGBT的电动车续航里程增加了5%~10%。