都在說第三代半導(dǎo)體，如何如何，尤其是如雷貫耳的GaN（是個(gè)充電器，說自己用了GaN就可賣幾塊錢?。┖蚐iC，它們究竟是啥玩意兒，又有啥區(qū)別，今天用白話給大家捋一捋！

啥是第三代半導(dǎo)體？

簡(jiǎn)單的講，就是凡是襯底或者外延中，含有氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）、氧化鋅(ZnO)或金剛石半導(dǎo)體材料的都可以稱之為第三代半導(dǎo)體。

第三代半導(dǎo)體

啥是襯底？啥是外延？你還傻傻分不清楚嗎？可以參考這篇文章：襯底與外延，這倆到底是啥關(guān)系？這回幫你捋順了！

與前兩代半導(dǎo)體材料相比，第三代半導(dǎo)體材料具有更寬的禁帶寬度、更高的導(dǎo)熱率、更高的抗輻射能力、更大的電子飽和漂移速率等特性。翻譯一下就是說：高頻、高效、高功率、耐高壓、耐高溫、抗輻射能力強(qiáng)。用人話講，就是性能更強(qiáng)，當(dāng)然也更貴（材料制備太貴了）！

想知道價(jià)格差異有多大？請(qǐng)參考這一篇：掏心窩子的聊聊硅基GaN到底有沒有前途？GaN貴到大家想出了用Si基外延來折中性價(jià)比。

SiC 與 GaN有啥不一樣？

SiC 與 GaN 物理特性，整體比較接近，直觀來看，兩者相比，最大的區(qū)別似乎就是熱導(dǎo)率？

Si、SiC與GaN三種材料關(guān)鍵特性對(duì)比

實(shí)際上，由于GaN具備更高的電子遷移率，氮化鎵晶體管開關(guān)更適用于高頻場(chǎng)景。GaN的商業(yè)化應(yīng)用始于LED照明和激光器，其更多是基于GaN的直接帶隙特性和光譜特性，相關(guān)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)展的非常成熟。射頻器件和功率器件是發(fā)揮GaN寬禁帶半導(dǎo)體特性的主要應(yīng)用領(lǐng)域。與SiC相比，GaN具有出色的高速開關(guān)特性。GaN的高開關(guān)速度及其相對(duì)較低的成本使其成為低功率市場(chǎng)（25至500W，就是常見的手機(jī)、筆記本充電器）的主導(dǎo)者。

【你相信光嗎？】：GaN還有一個(gè)自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。它是第一個(gè)能夠可靠地發(fā)出綠色、藍(lán)色、紫色和紫外光的半導(dǎo)體。

GaN半導(dǎo)體的缺點(diǎn)是它們還沒有可靠的絕緣體技術(shù)。這使故障安全設(shè)備的設(shè)計(jì)變得復(fù)雜。換句話說，如果控制電路發(fā)生故障，則故障打開。

SiC 和 GaN 基板應(yīng)用示意圖

而SiC是由硅和碳組成的化合物半導(dǎo)體材料，在熱、化學(xué)、機(jī)械方面都非常穩(wěn)定，SiC比GaN和Si具有更高的熱導(dǎo)率，意味著SiC器件比GaN或Si從理論上可以在更高的功率密度下操作。因此，SiC更加適用于制作高壓高功率密度器件。

特斯拉Model 3的車載或牽引逆變器就是采用SiC。SiC在EV逆變器中占據(jù)主導(dǎo)地位，尤其是對(duì)電壓阻斷能力和功率處理能力要求較高的低頻場(chǎng)景。

SiC是非常簡(jiǎn)單粗暴的，它沒有什么發(fā)光等花里胡哨的能力，單純的高電壓高功率密度！

硅基GaN與SiC基GaN對(duì)比

目前，總體而言，除了LED、激光器件以外，GaN組件常用于電壓800V以下之領(lǐng)域，例如充電器、基站、5G通訊相關(guān)等高頻產(chǎn)品；SiC則能適用于更大的電壓范圍（s甚至可達(dá)1500V），比如、電動(dòng)車、電動(dòng)車充電基礎(chǔ)設(shè)施、太陽能及離岸風(fēng)電等大功率低頻設(shè)備。

GaN與SiC性能對(duì)比

不過，由于SiC 晶圓制造難度極高，量產(chǎn)能力非常有限，許多國(guó)家將SiC材料視為戰(zhàn)略性資源，原料價(jià)格也非常高，因此在市場(chǎng)份額上，GaN還是占據(jù)了優(yōu)勢(shì)的。值得注意的是，作為后起之秀的硅基GaN，雖然評(píng)論兩極分化嚴(yán)重（晶格失配等一系列問題無法解決），但其性價(jià)比突出，隱隱有發(fā)力之勢(shì)。

小結(jié)

GaN與SiC性能對(duì)比

如果你覺得上面的太啰嗦，只需要記住一句話即可：首先，GaN和SiC都比Si強(qiáng)上無數(shù)倍，GaN高頻特性好還能發(fā)光，但是SiC功率更大更強(qiáng)也更貴。