SiC和GaN功率电子器件的优势和应用

　　随着硅接近其物理极限，电子制造商正在转向非常规半导体材料，特别是宽带隙（WBG）半导体，如碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）。由于宽带隙材料具有相对较宽的带隙（与常用的硅相比），宽带隙器件可以在高压、高温和高频下工作。宽带隙器件可以提高能效并延长电池寿命，这有助于推动宽带隙半导体的市场。

　　宽带间隙材料相对于硅的主要优势包括：

　　开关电阻低

　　较高的击穿电压

　　较高的导热性

　　在较高温度下运行

　　更高的可靠性

　　接近零的反向恢复时间

　　优异的高频性能

　　第三代半导体具有较高的热导率、电子饱和率、击穿电场、带隙宽度、抗辐射能力等，适用于制造高温、高频、高功率、抗辐射器件，可用于卫星、汽车、雷达、工业、电源管理、射频通信等诸多领域。在当前的第三代半导体材料中，氮化镓（GaN）和（SiC）相对成熟，具有最有前景的发展前景。

　　SiC和GaN功率电子器件由于其自身的材料特性而具有各自的优势和不成熟性，因此在应用上存在差异。一般的行业共识是SiC适合1200V以上的高压和高功率应用；GaN器件更适合40-1200V的高频应用。SiC和GaN在600V和1200V器件应用中竞争。

　　如果在功率电子器件中SiC和GaN之间存在竞争，那么在RF器件和RF IC中，SiC和GaN是完美的匹配。基本材料结构是在高电阻（高纯度）SiC基体上外延生长的GaN。

　　作为新一代能源技术革命，SiC和GaN电力电子器件在电力转换、逆变器和其他应用中已经具有技术和综合成本优势，大规模生产将推动价格进一步下降，将在中小型电力市场，特别是在充电桩、汽车电子、光伏逆变器、，功率转换和其他领域。但目前在技术成熟度有待提高、量产能力、全产业链配套能力、测试评估方法、优化应用解决方案等方面仍存在一些问题，需要在长期可靠性和低成本方面持续努力。

　　综合新思界、尚为网整合

　　审核编辑：郭婷