WBG半導體的擊穿電壓高十倍，受熱能啟動的程度也更低。對於需要出色的高功率、高溫和高頻率性能的電動車和逆變器製造商來說，SiC半導體代表著令人興奮的前景。

日益加劇的氣候異常和極地冰蓋的不斷縮小，清楚地證明了氣候變化影響的日益加劇。但有一個不幸的事實是，汽車產業若要擺脫化石燃料極其困難，向綠色技術的轉變也帶來了一系列技術挑戰。無論是綠色能源的產量要跟上快速擴張的市場步伐，還是新解決方案努力達到現有系統產出水準，都是讓能源產業完全擺脫化石燃料的過程中，必須克服的難題。

對於電動車(EV)和太陽能電池板等應用，工程師面臨著更多的挑戰，因為敏感的電子元件必須在惡劣的環境中持續可靠地運行。為了進一步推動汽車的永續解決方案，需要在元件層面進行創新，以提高整個系統的效率，同時提供更強的穩健性。碳化矽(SiC)半導體作為一種能夠實現這些必要進步的技術，正迅速成為人們關注的焦點。

碳化矽提高能源效率

SiC作為第三代半導體技術的一部分，解決方案具有寬能隙(WBG)特性，並提供了更高水準的性能。與前幾代半導體相比，價帶頂部和導帶底部之間更大的能隙增加了半導體從絕緣到導電所需的能量。相比之下，第一代和第二代半導體轉換所需的能量值在0.6~1.5 eV之間，而第三代半導體的轉換所需的能量值在2.3~3.3 eV之間。就性能而言，WBG半導體的擊穿電壓高十倍，受熱能啟動的程度也更低。這意謂著更高的穩定性、更強的可靠性，並且透過減少功率損耗實現更好的效率以及更高的溫度上限。

對於需要出色的高功率、高溫和高頻率性能的電動車和逆變器製造商來說，SiC半導體代表著令人興奮的前景。但實際上這種性能如何呈現，半導體產業需要最足準變，以面對新興的市場需求。

電動車SiC優化系統

在電動車及其配套充電網路中，高性能半導體是AC－DC充電站、DC－DC快速充電樁、電機逆變器系統，和汽車高壓直流至低壓直流變壓器的核心。SiC半導體將致力於最佳化這些系統，提供更高的效率、更高的性能上限和更快的開關速度，進而縮短充電時間，更好地利用電池容量。這可以增加電動車的續航里程或縮小電池體積，進而減輕車輛重量和並降低生產成本，同時提高性能，促進更廣泛的採用。

儘管電動車系統比內燃機驅動的同類產品運行溫度低，電動車對電力電子元件來說仍然是極為嚴苛的環境，熱管理是設計人員必須考慮的關鍵因素。對於許多早期的矽和絕緣柵雙極晶體管(IGBT) 元件來說，電動車內的運行條件可能會導致其在車輛使用壽命內發生故障。碳化矽解決方案的熱極限要高得多，熱傳導率平均高出三倍，因此更容易將熱量傳遞到周圍環境中。這就提高了電動車系統的可靠性，降低冷卻需求，進一步減輕重量並消除晶片封裝方面的顧慮。

碳化矽技術所帶來的峰值額定電壓和浪湧電容的提高，也為支援汽車製造商縮短電動車的充電時間和減輕汽車重量。通常情況下，大多數電動車基礎設施的電壓範圍在200~450 V之間，但汽車製造商正透過將電壓範圍提高到800V，來進一步提高性能。首款實現這個方向的產品是保時捷Taycan，市場上也有越來越多的製造商正在效仿現代汽車最近發布的Ioniq 5，該車目前採用800V充電電壓，而且零售價大大降低。

電動車系統朝向800V發展的主要原因，是800 V系統具有多種優勢，例如充電時間更快、電纜尺寸減小(由於電流更小)以及導通損耗減少，這些優勢都有助於電動車節省生產成本並提高性能。目前，快速充電系統依賴於昂貴的水冷電纜，而這種電纜可以被淘汰。同時，在車輛內部，較小規格的電纜可以大大減輕重量，增加車輛的續航里程。

對一些汽車製造商而言，要想獲得所需的性能提升以說服消費者採用電動車，就必須將電壓提升到800V，但這一發展只有透過使用碳化矽半導體才能實現。現有的第二代半導體不具備在電動車及其充電基礎設施的惡劣環境中，以如此高電壓工作所需的性能和可靠性。