作为第三代半导体的代表材料，碳化硅是制作高温、高频、大功率、高压器件的理想材料之一。基于碳化硅技术的解决方案能使系统效率更高，质量更轻，结构更紧凑。如今，顶着高科技光环的碳化硅技术已经进入以空调为代表的家电应用场景，助力家电产品升级。那么，应用于家电行业的碳化硅产品主要有哪些？碳化硅技术如何成就家电产品？供应商主要有哪些？碳化硅技术应用于家电行业的前景如何？

与空调行业撞出“火花”

回溯半导体技术的发展历程，大致分为3个时代。第一代半导体材料主要是硅和锗，上世纪60年代之后，硅基半导体逐渐成为主流，直到现在依然是应用最为广泛的半导体材料，全球95%以上的芯片是以硅片为基础材料制成的。第二代半导体材料的代表是砷化镓，可以制造更高频、高速的集成电路，但是以目前的需求来看，砷化镓材料的禁带宽度依然较小。第三代半导体材料是以碳化硅、氮化镓为代表的材料，可以制备耐高压、高频的功率器件。这些材料中，碳化硅是综合性能最好、商品化程度最高、技术最成熟的第三代半导体材料，目前已经在5G通信、PD快充、新能源汽车等新兴领域崭露头角。

在家电行业，特别是空调领域，随着2020年新能效标准的实施，变频空调占据市场绝对主导地位，提高家电能效是家电技术重要的发展方向，第三代半导体碳化硅技术必然是一个热点。

龙头半导体企业盘踞

在碳化硅功率器件领域，外资企业占据绝对主导地位。Yole数据显示，2020年，ST（意法半导体）、Wolfspeed、ROHM（罗姆）、Infineon（英飞凌）、Onsemi在碳化硅功率器件市场的占有率分别为40.5%、14.9%、14.4%、13.3%、7.7%，TOP5品牌占据了超过90%的市场。国内企业主要有三安光电、华润微等。

碳化硅产业链分为上游、中游、下游3个环节：上游包括衬底和外延片的制备，中游包括芯片、器件或模组的设计、制造和封测，下游则是终端应用。Wolfspeed是碳化硅衬底行业的龙头企业，在衬底环节占据60%的市场，并持续推动扩产。据了解，Wolfspeed的前身为Cree功率与射频部门，专门生产碳化硅芯片，从Gree到Wolfspeed，摇身一变，Wolfspeed成为专注碳化硅技术的龙头企业。目前，Wolfspeed正在向中游扩展，进入碳化硅功率器件领域。针对家电可以应用的碳化硅MOSFET和碳化硅肖特基二极管，Wolfspeed在2011年开发出了业界首款全面符合认证的碳化硅MOSFET，目前技术持续提升中

前景广阔受关注

虽然碳化硅功率器件在家电上的应用目前还局限于空调，但是空调将是家电行业“认识”碳化硅技术的一个“窗口”。

事实上，2020年7月1日起实行新能效标准以来，空调对能效要求更高，进一步增加了碳化硅功率器件在空调上的应用机会。“目前，主流空调厂商都有在布局碳化硅项目，合作需求会进一步扩大。”三安集成市场销售负责人说。

“事实上，家电行业不只是空调变频化，能效水平需要提升，洗衣机、冰箱等都在加速变频化，能效提升也是产品升级的重要指标。因此，碳化硅技术在家电行业的应用前景将非常广阔。”陈子颖强调。不过，他也指出：“虽然碳化硅技术优势显著，但家电企业不能为了用碳化硅而用碳化硅。譬如，在功率因数校正电路中，只有IGBT开关损耗特性足够好的时候才需要用碳化硅肖特基二极管技术作为配套，这样才能充分发挥电路的优势，发挥IGBT的优势，发挥碳化硅的优势，进而更好地提高产品能效。英飞凌TRENCHSTOP 5 WR6加CoolSiC碳化硅二极管是目前提升家电能效水平明确的优势产品组合。”