来源：未来智库

碳化硅材料具备卓越的物理特性，是高温、高频、高压场景下的理想选择。

碳化硅（SiC）属于宽禁带半导体材料，核心优势体现在更高耐压、更低损耗与更强热管理能力，使其在高压、高频、高温场景下具备系统级效率优势。

核心物理特性

高禁带宽度
：SiC 禁带宽度接近 Si 的三倍，降低了本征载流子浓度，使器件高温漏电流更小，可允许器件在更高温度下稳定工作，有望实现 200℃以上的工作温度。

高饱和电子漂移速率
：SiC 载流子可更快漂移，有利于提高器件开关速度。此外，SiC 对 P 型 / N 型掺杂的控制范围广，与硅相当，可满足器件制造的各种工艺要求。

高热导率
：SiC 的热导率约为 Si 的三倍，使得 SiC 具备优异的散热能力，在高功率密度应用中可降低结温、缩减冷却系统规模。同时，SiC 晶格结合力强，化学 / 机械稳定性高，不易因热应力开裂，在极端环境下保持可靠。

高击穿场强
：SiC 的临界击穿场强约为 3MV/cm，为 Si 的 10 倍，意味 SiC 器件可以承受更高电压而不击穿。得益于此，SiC 高压器件所需的漂移区可以做得更薄、掺杂更高，从而显著降低导通电阻。在相同耐压下，SiC 器件单位面积漂移层电阻理论上可降低至硅的 1/300。这使 SiC 器件能轻松实现 600V 至数千伏的耐压，同时保持极低导通损耗。

得益于以上特性，SiC 成为车用电驱、光伏逆变、电网变换等领域的首选新型功率半导体材料。产业层面，截至 2025 年末，国内碳化硅衬底、外延及晶圆（折合 6 英寸）产能分别达 420 万片、230 万片、190 万片，天岳先进、天科合达等跻身全球衬底前三，8 英寸衬底已实现规模化供货，12 英寸外延完成全球首发，晶体缺陷密度大幅降低，材料供应和良率持续改善，碳化硅正从小众逐步走向大规模产业化。

光学领域：AR/AI 眼镜与 Micro-LED 核心材料

光学领域，碳化硅的高折射率可有效提升光波导的视场角和成像清晰度，在光电子与近眼显示应用中展现独特价值。

智能眼镜中使用的多为半绝缘型 SiC 衬底，具备高折射率（约 2.6+），可有效提升光波导的视场角（FOV）与成像清晰度，显著弱化彩虹纹、雾度与杂散光问题。同时作为氮化镓（GaN）外延生长平台，可支撑高亮度 Micro-LED 显示芯片制造。

碳化硅衍射光波导已完成从 0 到 1 的技术验证，正式从实验室研发阶段迈入消费级终端，进入供应链小批量试点、客户认证的关键窗口期，产业落地节奏显著加速。技术上，国内科研团队与产业端已实现碳化硅衍射光波导 “材料 - 设计 - 加工 - 封装” 全流程技术闭环，核心性能指标达到消费级终端应用要求，突破量产工艺瓶颈。

全球头部品牌完成标杆产品试点，确立技术路线可行性。全球 AR/AI 眼镜龙头厂商已完成碳化硅光波导方案的终端原型机验证，为行业技术路线选型树立明确标杆。Meta 在其 Orion AI 眼镜旗舰原型机中，正式采用碳化硅基波导架构，实现了约 70° 的视场角，单目光学模组厚度较前代玻璃波导方案大幅缩减，同时将杂散光现象降至最低，完成了轻薄化、功耗控制、户外强光可视性的全场景测试，验证了碳化硅方案在消费级终端的规模化应用可行性，相关技术已纳入其下一代量产产品技术储备路线。此外，国内头部终端厂商已同步启动碳化硅光波导方案的联合研发与样品测试，聚焦轻量化智能眼镜的量产落地。

国产厂商全链条布局率先突破，锁定下游核心需求

衬底环节
：天岳先进已完成光学级碳化硅衬底的全流程工艺开发，8 英寸衬底实现规模出货，12 英寸产品已发布并销售，与舜宇光学达成战略合作，联合开发面向 AR/AI 眼镜的高端碳化硅光学组件；天科合达 12 英寸光学级碳化硅衬底研发取得关键突破，同时与慕德微纳等企业合作推进 AR 衍射光波导镜片技术研发与市场推广。三安光电已构建起覆盖碳化硅衬底、外延及芯片制造的完整产业链条，向国内多家 AR 终端厂商、光学模组厂商小批量交付。

光学加工与模组环节
：舜宇光学已全面掌握 SiC 刻蚀工艺，具备制造高性能 AR 眼镜光波导的技术实力，其临港 12 英寸微纳光学产品项目已完成关键配套工程并网投运，建成后将填补国内高端 AR 光学元件产能缺口；国内初创企业已推出搭载碳化硅全彩衍射光波导的消费级 AR 眼镜，实现了碳化硅光学方案从原型机到消费级产品的落地突破。

碳化硅衬底还可更好的适配 Micro-LED 显示系统。Micro-LED 凭借高亮度、高对比度、低功耗、长寿命的优势，成为实现沉浸体验的关键技术方向。

晶格匹配度是决定 GaN 基 Micro-LED 外延质量与发光效率的核心因素，蓝宝石衬底与 GaN 的晶格失配率高达 4%，导致外延层缺陷密度偏高，引发芯片暗点率高、亮度均匀性差等问题。碳化硅衬底（4H-SiC）与 GaN 的晶格失配率约 0.8%，可显著降低外延层缺陷密度，为 MicroLED 芯片提供更优质的生长基础，提高发光效率与显示均匀性。

碳化硅高热导率可解决 MircoLED 显示方案的散热难题，智能眼镜显示模组厚度通常≤2mm，散热空间极度受限。而 Micro-LED 为实现高亮度需工作在 100—200A/cm² 的高电流密度下，热量集中释放，若无法有效传导，将导致芯片结温过高、亮度加速衰减，严重影响显示稳定性与使用寿命。

碳化硅的热导率是蓝宝石的 11 倍、硅的 3.3 倍，采用碳化硅衬底可有效降低芯片结温、减缓亮度衰减，为高亮度 Micro-LED 在轻薄化设备中的应用提供散热基础。优异的散热性能还可简化散热结构，与碳化硅光波导的轻薄化目标形成协同。

Meta 等企业在旗舰原型机中已开展碳化硅衬底与 Micro-LED 的方案相关测试，核心性能指标达到预期。目前 Micro-LED 芯片巨量转移良率较低，芯片制造成本相对较高，且供应链协同尚不成熟，规模化量产仍需要时间。

AI 数据中心：800V HVDC 架构升级核心支撑

AI 数据中心电源方案往 800V HVDC 架升级，碳化硅器件迎新需求。

800V HVDC 规模化验证提速，2027 年成放量拐点

AI 机柜功率密度持续飙升，传统低压供电已达物理极限，800V HVDC 高压直流架构是下一代 AI 数据中心的必然选择。随着 GPU 密度提升与高带宽内存集成，AI 机柜正在向更高功率密度演进，传统供电方案在高功率场景下面临电流上行、母排 / 线缆铜耗与连接器发热压力增大的系统性问题，行业开始评估并推进更高电压等级的直流配电方案，以降低电流、降低配电损耗并提升功率密度，以 800V HVDC 为代表的高压直流母线方案开始进入工程阶段。

800V HVDC 方案通过减少转换级数 + 提升配电电压，提高端到端效率并降低系统复杂度。以直流母线贯穿数据中心配电，并在机架侧采用 DC-DC 完成电压变换，从而减少部分 AC/DC 与多级变换环节带来的累计损耗。相比传统方案，该路径在工程上更关注三类指标：端到端效率、功率密度（体积 / 重量）以及在负载波动下的动态响应与可靠性。

800V HVDC 的功率承载能力，完美匹配 AI 集群的规模化扩张需求。核心收益来自 “高压降流” 带来的配电损耗下降与线缆 / 母排规格优化，在功率不变时，电压提升将显著降低电流与配电损耗。当前行业处于从试点验证走向规模化的过渡期，产业链电源与保护器件成熟度、供配电标准化持续推进，碳化硅器件凭借高效低耗特性，已进入主流厂商供应链白名单，2027 年有望成为规模化放量拐点。

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