碳化硅功率模块是全球电力电子器件大型企业目前重点的发展方向。碳化硅功率模块已经在一些高端领域实现了初步应用,包括高功率密度电能转换、高性能电机驱动等等,并具有广阔的应用前景和市场潜力。在碳化硅功率模块领域,首先开始研发的是基于碳化硅功率二极管和硅基IGBT的混合功率模块。第一个实现商用的采用碳化硅二极管和硅基IGBT的高功率模块是Infineon公司的PrimePACK产品。随着碳化硅器件的进步,全碳化硅功率模块不断被研发出来。美国Cree公司报道了阻断电压10kV,电流20A的碳化硅MOSFET芯片,并可以通过并联模块得到100A的电流传输能力。2009年美国Cree公司与Powerex公司开发出了双开关1200V、100A的碳化硅功率模块,该模块由耐高压和大电流的碳化硅的MOSFET器件和碳化硅肖特基二极管组成。2011年,美国U.S. Army ResearchLaboratory研发了用20个80A的SiC MOSFET以及20个50A SiC肖特基二极管制作了一个1200V/800A的双向功率模块。该模块用作全桥逆变并与Si器件比较实验,结果表明功率损耗至少降低40%,在同样输出电流等级情况下SiC的模块可以工作在Si模块的4倍频状态。该模块预计用于电动汽车领域。2012年,日本富士电机公司研发基于SiCMOSFET的1200V/100A的碳化硅功率模块。该模块采用新型无焊线设计、氮化硅陶瓷作衬底制作,可以在200°C高温工作作,并且类似倒装芯片的压接式设计使得该模块与起传统的铝线键合模块相比具有内电感低的特点,同时损耗更低,与传统同功率IGBT模块相比具有更紧凑的结构,大小约为原先的1/2。2012年日本罗姆公司开始推出全碳化硅功率模块,2013年,美国的CREE公司和日本的三菱公司也推出了1200V/100A的全碳化硅模块。这些全碳化硅功率模块组合了碳化硅MOSFET器件和肖特基二极管,利用高速开关及低损耗的特性,可替换原来额定电流为200~400A的硅基IGBT模块。因器件散热性提高,使得装置的体积缩小了一半,并且发热量小,可缩小冷却装置,实现装置的小型化,同时可以将电力转换时的损耗削减85%以上,大幅削减工业设备的电力损耗。全碳化硅MOSFET(或JFET)模块的优良特性使它具备在10kV以下的应用中取代硅基IGBT的巨大潜力,取代的速度和范围将取决于碳化硅材料和器件技术的成熟速度和成本下降的速度。