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半導(dǎo)體器件是現(xiàn)代工業(yè)整機(jī)設(shè)備的核心，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、消費(fèi)類電子、網(wǎng)絡(luò)通信、汽車電子等核心領(lǐng)域，半導(dǎo)體器件產(chǎn)業(yè)主要由四個(gè)基本部分組成：集成電路、光電器件、分立器件、傳感器，其中集成電路占到了80%以上，因此通常又將半導(dǎo)體和集成電路等價(jià)。
集成電路，按照產(chǎn)品種類又主要分為四大類：微處理器、存儲(chǔ)器、邏輯器件、模擬器件。然而隨著半導(dǎo)體器件應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，許多特殊場合要求半導(dǎo)體能夠在高溫、強(qiáng)輻射、大功率等環(huán)境下依然能夠堅(jiān)持使用、不損壞，第一、二代半導(dǎo)體材料便無能為力，于是第三代半導(dǎo)體材料便應(yīng)運(yùn)而生。
目前，以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）、氧化鋅（ZnO）、金剛石、氮化鋁（AlN）為代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料以更大的優(yōu)勢(shì)占領(lǐng)市場主導(dǎo)，統(tǒng)稱第三代半導(dǎo)體材料。第三代半導(dǎo)體材料具有更寬的禁帶寬度，更高的擊穿電場、熱導(dǎo)率、電子飽和速率及更高的抗輻射能力，更適合于制作高溫、高頻、抗輻射及大功率器件，通常又被稱為寬禁帶半導(dǎo)體材料（禁帶寬度大于2.2eV），亦稱為高溫半導(dǎo)體材料。從目前第三代半導(dǎo)體材料和器件的研究來看，較為成熟的是碳化硅和氮化鎵半導(dǎo)體材料，且碳化硅技術(shù)最為成熟，而氧化鋅、金剛石、氮化鋁等材料的研究尚屬起步階段。
碳化硅材料普遍用于陶瓷球軸承、閥門、半導(dǎo)體材料、陀螺、測量儀、航空航天等領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種在很多工業(yè)領(lǐng)域不可替代的材料。
SiC是一種天然超晶格，又是一種典型的同質(zhì)多型體。由于Si與C雙原子層堆積序列的差異會(huì)導(dǎo)致不同的晶體結(jié)構(gòu)，有著超過200種（目前已知）同質(zhì)多型族。因此SiC非常適合用作新一代發(fā)光二極管（LED）襯底材料、大功率電力電子材料。
SiC的硬度僅次于金剛石，可以作為砂輪等磨具的磨料，因此對(duì)其進(jìn)行機(jī)械加工主要是利用金剛石砂輪磨削、研磨和拋光，其中金剛石砂輪磨削加工的效率最高，是加工SiC的重要手段。但是SiC材料不僅具有高硬度的特點(diǎn)，高脆性、低斷裂韌性也使得其磨削加工過程中易引起材料的脆性斷裂從而在材料表面留下表面破碎層，且產(chǎn)生較為嚴(yán)重的表面與亞表層損傷，影響加工精度。因此，深入研究SiC磨削機(jī)理與亞表面損傷對(duì)于提高SiC磨削加工效率和表面質(zhì)量具有重要意義。
1、硬脆材料的研磨機(jī)理
對(duì)硬脆材料進(jìn)行研磨，磨料對(duì)其具有滾軋作用或微切削作用。磨粒作用于有凹凸和裂紋的表面上時(shí)，隨著研磨加工的進(jìn)行，在研磨載荷的作用下，部分磨粒被壓入工件，并用露出的尖端劃刻工件的表面進(jìn)行微切削加工。另一部分磨粒在工件和研磨盤之間進(jìn)行滾動(dòng)而產(chǎn)生滾軋作用，使工件的表面形成微裂紋，裂紋延伸使工件表面形成脆性碎裂的切屑，從而達(dá)到表面去除的目的。
因?yàn)橛泊嗖牧系目估瓘?qiáng)度比抗壓強(qiáng)度要小，對(duì)磨粒施加載荷時(shí)，會(huì)在硬脆材料表面的拉伸應(yīng)力的最大處產(chǎn)生微裂紋。當(dāng)縱橫交錯(cuò)的裂紋延伸且相互交叉時(shí)，受裂紋包圍的部分就會(huì)破碎并崩離出小碎塊。此為硬脆材料研磨時(shí)的切屑生成和表面形成的基本過程。
由于碳化硅材料屬于高硬脆性材料，需要采用專用的研磨液，碳化硅研磨的主要技術(shù)難點(diǎn)在于高硬度材料減薄厚度的精確測量及控制，磨削后晶圓表面出現(xiàn)損傷、微裂紋和殘余應(yīng)力，碳化硅晶圓減薄后會(huì)產(chǎn)生比碳化硅晶圓更大的翹曲現(xiàn)象。
2、碳化硅的拋光加工研究
目前碳化硅的拋光方法主要有：機(jī)械拋光、磁流變拋光、化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）、電化學(xué)拋光（ECMP）、催化劑輔助拋光或催化輔助刻蝕（CACP/CARE）、摩擦化學(xué)拋光（TCP，又稱無磨料拋光）和等離子輔助拋光（PAP）等。
化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）技術(shù)是目前半導(dǎo)體加工的重要手段，也是目前能將單晶硅表面加工到原子級(jí)光滑最有效的工藝方法，是能在加工過程中同時(shí)實(shí)現(xiàn)局部和全局平坦化的唯一實(shí)用技術(shù)。
1. 在半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用
碳化硅一維納米材料由于自身的微觀形貌和晶體結(jié)構(gòu)使其具備更多獨(dú)特的優(yōu)異性能和更加廣泛的應(yīng)用前景，被普遍認(rèn)為有望成為第三代寬帶隙半導(dǎo)體材料的重要組成單元。
第三代半導(dǎo)體材料即寬禁帶半導(dǎo)體材料，又稱高溫半導(dǎo)體材料，主要包括碳化硅、氮化鎵、氮化鋁、氧化鋅、金剛石等。這類材料具有寬的禁帶寬度（禁帶寬度大于2.2ev）、高的熱導(dǎo)率、高的擊穿電場、高的抗輻射能力、高的電子飽和速率等特點(diǎn)，適用于高溫、高頻、抗輻射及大功率器件的制作。第三代半導(dǎo)體材料憑借著其優(yōu)異的特性，未來應(yīng)用前景十分廣闊。
2. 在光伏領(lǐng)域的應(yīng)用
光伏逆變器對(duì)光伏發(fā)電作用非常重要，不僅具有直交流變換功能，還具有最大限度地發(fā)揮太陽電池性能的功能和系統(tǒng)故障保護(hù)功能。歸納起來有自動(dòng)運(yùn)行和停機(jī)功能、最大功率跟蹤控制功能、防單獨(dú)運(yùn)行功能（并網(wǎng)系統(tǒng)用）、自動(dòng)電壓調(diào)整功能（并網(wǎng)系統(tǒng)用）、直流檢測功能（并網(wǎng)系統(tǒng)用）、直流接地檢測功能（并網(wǎng)系統(tǒng)用）等。
國內(nèi)逆變器廠家對(duì)新技術(shù)和新器件的應(yīng)用還是太少，以碳化硅為功率器件的逆變器，并且開始大批量應(yīng)用，碳化硅內(nèi)阻很少，可以把效率做很高，開關(guān)頻率可以達(dá)到10K，也可以節(jié)省LC濾波器和母線電容。碳化硅材料在光伏逆變器應(yīng)用上或有突破。
3. 在航空領(lǐng)域的應(yīng)用
碳化硅制作成碳化硅纖維，碳化硅纖維主要用作耐高溫材料和增強(qiáng)材料，耐高溫材料包括熱屏蔽材料、耐高溫輸送帶、過濾高溫氣體或熔融金屬的濾布等。用做增強(qiáng)材料時(shí)，常與碳纖維或玻璃纖維合用，以增強(qiáng)金屬（如鋁）和陶瓷為主，如做成噴氣式飛機(jī)的剎車片、發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、著陸齒輪箱和機(jī)身結(jié)構(gòu)材料等，還可用做體育用品，其短切纖維則可用做高溫爐材等。
碳化硅粗料已能大量供應(yīng)，但是技術(shù)含量極高 的納米級(jí)碳化硅粉體的應(yīng)用短時(shí)間不可能形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)。碳化硅晶片在我國研發(fā)尚屬起步階段，碳化硅晶片在國內(nèi)的應(yīng)用較少，碳化硅材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展缺乏下游應(yīng)用企業(yè)的支撐。就人才培養(yǎng)和技術(shù)研發(fā)等開展密切合作；加強(qiáng)企業(yè)間的交流，尤其要積極參加國際交流活動(dòng)，提升企業(yè)發(fā)展水平；關(guān)注企業(yè)品牌建設(shè)，努力打造企業(yè)的拳頭產(chǎn)品等。
全球半絕緣碳化硅晶圓材料市場的發(fā)展趨勢(shì)。半絕緣襯底具備高電阻的同時(shí)可以承受更高的頻率，因此在5G通訊和新一代智能互聯(lián)，傳感感應(yīng)器件上具備廣闊的應(yīng)用空間。當(dāng)前主流半絕緣襯底的產(chǎn)品以4英寸為主。2017年，全球半絕緣襯底的市場需求約4萬片。預(yù)計(jì)到2020年，4英寸半絕緣襯底的市場保持在4萬片，而6英寸半絕緣襯底的市場迅速提升至4~5萬片；2025~2030年，4英寸半絕緣襯底逐漸退出市場，而6英寸晶圓將增長至20萬片。
國際上碳化硅單晶襯底材料的產(chǎn)業(yè)化公司主要有美國科銳（Cree）、II-VI、道康寧（Dow Corning），德國SiCrystal（被日本羅姆Rohm收購）等公司，其碳化硅單晶產(chǎn)品覆蓋4英寸和6英寸。
國內(nèi)主要碳化硅單晶襯底材料企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)已經(jīng)具備了成熟的4英寸零微管碳化硅單晶產(chǎn)品，并已經(jīng)研發(fā)出了6英寸單晶樣品，但是在晶體材料質(zhì)量和產(chǎn)業(yè)化能力方面距離國際先進(jìn)水平存在一定差距