S procvatom industrije, globalna potrošnja energije se povećava iz godine u godinu. U Kini je zagađenje motornih vozila postalo važan izvor zagađenja zraka, važan uzrok zagađenja pepelom i fotohemijskim smogom, a hitnost prevencije i kontrole zagađenja motornih vozila postaje sve izraženija. Ušteda energije i smanjenje emisija postali su veliko pitanje u razvoju automobilske industrije. Stoga, snažno razvijanje novih energetskih vozila strateška je mjera za postizanje uštede energije i smanjenja emisija i promoviranje održivog razvoja kineske automobilske industrije.
Trenutno su dijelovi električnih pogona EV (čisto električno vozilo) i HEV (hibridno električno vozilo) uglavnom sastavljeni od energetskih uređaja na bazi silikona (Si). Razvojem električnih vozila postavili su se i veći zahtjevi za minijaturizacijom i smanjenjem težine električnih pogona. Međutim, zbog materijalnih ograničenja, tradicionalni energetski uređaji na bazi Si približili su se ili čak dosegli granice svojih materijala u mnogim aspektima. Stoga se razni proizvođači automobila uvelike nadaju novoj generaciji energetskih uređaja od silicijum-karbid (SiC).
Poluvodiči treće generacije, predstavljeni silicijum-karbidom, imaju značajne prednosti u odnosu na tradicionalne poluvodičke materijale kao što su monokristalni silicijum i galijev arsenid, kao što su visoka toplotna provodljivost, visoka jakost polja probijanja, visoka brzina odlaganja zasićenih elektrona i visoka energija vezivanja. Visoka hemijska stabilnost i jaka otpornost na zračenje odredili su da silicijum karbid ima nezamjenjiv položaj u mnogim poljima. Uglavnom kako slijedi:
(1) SiC ima visoku toplotnu provodljivost (do 4,9 W / cm • K), što je 3,3 puta više od Si. Zbog toga, SiC materijal ima dobar učinak disipiranja topline. Teoretski, SiC uređaj za napajanje može raditi na temperaturi spajanja 175 ° C, tako da se volumen hladnjaka može značajno smanjiti, što je pogodno za izradu uređaja sa visokom temperaturom.
(2) SiC ima veliku jakost probojnog polja, a njegovo probijanje električnog polja 10 puta je veće od Si, tako da je pogodno za prekidače visokog napona i ima snažnu mogućnost rukovanja napajanjem, što SiC materijale čini pogodnim za izradu velike snage, uređaji visokih struja.
(3) SiC ima visoku brzinu zasićenja elektrona zasićenja, koja je dvostruko veća od vrijednosti Si, i teško se smanjuje pri visokim poljima, a njegova velika sposobnost obrade polja je jaka. Stoga je SiC materijal pogodan za uređaje visoke frekvencije.
SiC monokristal ujedno je i najzreliji poljovodički materijal treće generacije u tehnologiji pripreme. Stoga je SiC jedan od idealnih materijala za proizvodnju uređaja sa visokom temperaturom, visokom frekvencijom, visokom snagom, visokim naponom.
Poznato je da su velika gustoća snage, visoki napon, visokostrujni IGBT moduli napajanja najvažniji dio pretvarača. Što je veća gustoća snage, to je kompaktniji dizajn elektro-pogonskog sustava i veća snaga u istoj zapremini. Zbog velike gustoće struje SiC uređaja (npr., Infineon proizvodi do 700 A / cm2), ukupna veličina paketa SiC modula bitno je manja od Si IGBT modula napajanja na istoj razini napajanja, što u velikoj mjeri smanjuje veličinu modul napajanja.