在半导体材料领域，碳化硅凭借卓越的物理化学性能脱颖而出。其具备高功率密度、耐受极端温度与电压、能耗低且抗辐射能力强等显著优势，在新能源汽车、5G通信、高效电源、智能电网等前沿领域展现出广阔的应用前景与巨大的市场潜力。我国自本世纪初布局碳化硅产业以来，持续深耕，如今已在材料研发与器件制造方面收获诸多重要成果。

　　中国电机工程学会电力系统电力电子器件专委会主任委员邱宇峰指出，作为第三代半导体材料中的成熟代表，碳化硅逐步取代传统硅基材料已是大势所趋。他进一步分析，碳化硅产业将迎来两轮关键应用浪潮，首轮聚焦新能源汽车领域，第二轮则以电网应用为主战场，预计未来电网领域对碳化硅的需求规模将与新能源汽车市场不相上下。

　　从产业发展格局来看，当前我国碳化硅产业呈现两极分化态势：一方面，碳化硅衬底和外延技术进步显著，国内企业在生产质量把控与成本控制上优势突出，于全球市场具备较强竞争力；另一方面，碳化硅器件技术发展相对滞后，市场应用进程缓慢，一定程度上制约了产业链的完整性。

　　国家电网中国电力科学研究院电力电子所副总工程师杨霏强调，目前碳化硅器件在电网领域的应用仍处于示范推广阶段。不过，随着碳化硅在新能源汽车、智能电网等核心领域渗透率不断攀升，其市场需求有望迎来爆发式增长。作为我国首座35千伏/5兆瓦碳化硅柔性变电站项目负责人，杨霏介绍，该变电站在河北保定投运，标志着我国在碳化硅电力电子变压器制造技术上实现关键突破。这种柔性变电站可实现“源网荷储”多元素交直流柔性互联，大幅提升能源利用效率，为新型电力系统建设提供坚实技术支撑。杨霏进一步指出，当分布式电源广泛接入配网形成有源配网后，电力电子技术将成为新型电力系统的核心刚需，届时电网对碳化硅器件的需求将呈指数级增长。

　　现阶段，新能源汽车是碳化硅器件的主要应用领域。但随着碳化硅在电网应用中的技术优势逐渐被认可，电网市场有望成为碳化硅产业发展的全新增长极。杨霏表示，新型电力系统建设推动电网形态深度变革，亟需新型电力电子装备。传统硅器件性能已逼近极限，而碳化硅器件的应用将有力推动电网柔性化、电力电子化进程。以绝缘栅双极性晶体管（IGBT）为例，其融合了绝缘栅型场效应晶体管（MOSFET）的高速性能与双极性结型晶体管（BJT）的高增益优势，在高压场景下，碳化硅IGBT的阻断与导通性能优势明显，在特高压应用及国家能源转型中的高压大功率输电、轨道交通等领域意义重大。

　　众多行业专家一致认为，能源革命对电网运行的安全性、可靠性、可控性与灵活性提出更高标准。未来电网需要更高电压等级、更大容量、更高性能且更紧凑的灵活交直流输电装置，碳化硅器件无疑将成为新一代电力电子装置的核心部件。后续应加快推动碳化硅在电网中的规模化应用，充分发挥其在柔性变电、新能源接入、高压输电等关键环节的核心作用。

　　2024年，我国碳化硅衬底行业产能达到历史峰值。伴随市场渗透率提升，客户对碳化硅衬底的品质、成本控制及性能多样性要求日益严苛，这对企业技术创新、产品研发及产业化能力提出更高挑战。天岳先进首席技术官高超表示，持续拓展研发维度、保持产品创新升级节奏是碳化硅企业的发展关键，而碳化硅衬底片的尺寸升级是重要发展方向。该公司自主研发的业内首款12英寸碳化硅衬底产品，为行业技术升级提供了有力支撑。

　　据悉，导电型碳化硅衬底主要分为p型和n型。其中，基于p型碳化硅衬底制备的N沟道SiC IGBT器件在高温高压环境下性能卓越，在高压大功率应用领域前景广阔。2020年，国家电网中国电科院成功研制首枚18千伏N沟道SiC IGBT，目前国际上20千伏以上基于p型碳化硅衬底的N沟道SiC IGBT器件已得到验证。12英寸p型碳化硅衬底的成功问世，对推动高端特高压功率器件国产化进程意义深远。

　　然而，如何实现碳化硅行业从“尺寸升级”向“综合性能优化”的跨越，仍是行业高质量发展面临的重要课题。邱宇峰指出，当前制约碳化硅器件规模化应用的因素，既包括技术成熟度方面的可靠性问题，也涉及应用场景的综合成本考量。未来需紧密围绕“双碳”目标与新基建需求，加速推动应用落地。杨霏则呼吁加强全产业链协同创新，加快碳化硅器件商业化进程。据透露，万伏千安级碳化硅器件样品预计在近年内完成研制并逐步实现商业化量产，届时国产碳化硅器件有望全面覆盖高压输电领域，以产能提升与技术创新的协同发展，为新型电力系统建设注入强劲动力。