SiC还有个说头叫碳化硅，它用来做逆变器，损耗能比氧化镓这种新东西高7倍。在新能源车的充电桩上，要是换上第四代半导体，同样的电池续航能多出10%，原来要半小时的快充能缩短到15分钟。我之前试过一台原型车，跑下来发现仪表盘显示能多跑50公里。 国防上也有讲究。去年我在一次北京的行业会议上碰到一位航天工程师，他手里拿着张照片给我看，上面是一个小芯片在真空炉里发光。那玩意儿就是氮化铝，耐得住1200℃的高温，不怕辐射环境下的变异。 给电池跑长途用的特高压电网要是用上这种新材料，线路损耗能砍30%。我估算过一条1000公里的线路每年能省上亿度电，生命周期20年下来回报率非常高。 中国杭州的镓仁公司已经搞出8英寸的单晶了，产量差不多占了全球一半以上。这东西在日本和美国手里被卡脖子的时候还能这么突飞猛进。 2019年我参与过一个小项目，测试氮化铝在高温下的击穿场强达到了硅的10倍以上。 第三/四代的分水岭是禁带宽度，碳化硅是3.4电子伏特，第四代超宽禁带达到了4.5电子伏特以上。 实验室里的画面很有意思。研究员小李戴着护目镜拿着薄薄的氧化镓晶圆对我说：“这东西禁带宽度4.9电子伏特，扛高压的时候不像碳化硅那样容易崩。” 这就好比厨房里的升级版不粘锅。传统硅基半导体热起来就软趴趴的，高温下电子乱窜损耗大。 但第四代不一样，超宽禁带让电子得费劲儿才能跳出来工作。打个比方说水管吧：硅是细管子压力一大就漏；氧化镓是高压钢缆能顶10万伏特不带喘气的。 产业链的上游晶体生长像种水稻得精准控温；下游器件封装谁先规模化谁就能赢。 金刚石复合散热解决了散热难题。有个测试数据显示他们的导热率冲到了2000W每米开尔文，是铜的4倍。 这是一次快速心算。如果把第四代用在6G基站上，会不会让信号覆盖翻倍？我个人推测体积减半功耗降30%，但辐射安全还得再验证不确定性高。 以前第三代SiC被预测会主导十年的局面被第四代打破了。 我和小王在实验室里调试金刚石样品的时候他擦着汗说：“哥们儿这东西生长慢3天出块拇指大的。”我试着接上电路电压拉到极限屏幕亮堂堂的没一丝抖动整个过程不到5分钟。 研究员小李当时的话让我印象深刻：“这玩意儿就像厨房里的升级版不粘锅。” 手机射频用砷化镓信号弱时发烫换氮化铝航天版能扛辐射体积小一半成本也友好点氧化镓衬底只需硅产线兼容产业链不乱套。 我在浙大实验室参观的时候空气里有股淡淡的化学试剂味儿研究员小李手里拿着块薄薄的氧化镓晶圆对我说：“这玩意儿禁带宽度4.9电子伏特扛高压的时候不像碳化硅那样容易崩。” 国防应用已经进入中试阶段了。早几年我还觉得第四代太实验室化现在看来国防应用已经在中试了。 话题延伸下能源领域特高压电网用上这个线路损耗能砍30%我临场估算下一条1000公里线省电成本每年上亿粗略算基于国家电网数据生命周期20年回报率超高但得说清楚这估算是快速心算实际变量多。 有些具体细节值得记录2019年我参与过个小项目测试氮化铝在高温下的击穿场强是硅的10倍以上现场那台设备嗡嗡响着温度飙到600℃芯片纹丝不动相比砷化镓第二代射频器件一热就掉功率现在第四代低损耗让卫星通信更稳产业链解释上游晶体生长像种水稻得精准控温下游器件封装博弈在谁先规模化中国领先一步浙大技术转给企业成本已降到SiC的1/5。 我的即兴推测没深入想过或许体积减半功耗降30%但辐射安全得再验证不确定性高回溯下细节我刚查了当时记录2019年我参与过个小项目测试氮化铝在高温下的击穿场强是硅的10倍以上现场那台设备嗡嗡响着温度飙到600℃芯片纹丝不动相比砷化镓第二代射频器件一热就掉功率现在第四代低损耗让卫星通信更稳产业链解释上游晶体生长像种水稻得精准控温下游器件封装博弈在谁先规模化中国领先一步浙大技术转给企业成本已降到SiC的1/5。 那个北京的行业会留给我深刻印象。航天工程师递给我张照片上面是颗小芯片在真空炉里发光真具体我当时就问成本呢他笑笑贵但比丢卫星划算这让我产生点怀疑早几年我还觉得第四代太实验室化现在看来国防应用已经在中试了哎想到这儿我有点自我调侃我这资深观察者当年预测第三代SiC会主导十年结果第四代来得这么快得修正下早先我以为氧化镓热导率低是硬伤但最近翻了测试照片发现他们用金刚石复合散热导热率冲到2000W每米开尔文是铜的4倍原理简单像给引擎加冰箱风扇热量瞬间拉走个人情绪上我觉得这迭代路径真麻烦供应链得重整但用户受益大你觉得呢如果把第四代用在6G基站会不会让信号覆盖翻倍我的即兴推测没深入想过或许体积减半功耗降30%但辐射安全得再验证不确定性高回溯下细节我刚查了当时记录2019年我参与过个小项目测试氮化铝在高温下的击穿场强是硅的10倍以上现场那台设备嗡嗡响着温度飙到600℃芯片纹丝不动相比砷化镓第二代射频器件一热就掉功率现在第四代低损耗让卫星通信更稳产业链解释上游晶体生长像种水稻得精准控温下游器件封装博弈在谁先规模化中国领先一步浙大技术转给企业成本已降到SiC的1/5。