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到目前为止,半导体材料已经过了三个发展阶段,虽然这个领域并没有“后浪拍前浪,前浪死在沙滩上”的说法,不仅以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)为代表第三代半导体正处于高速发展的阶段,就连硅(Si)和砷化镓(GaAs)等第一、二代半导体材料也仍在产业中大规模应用。但不可否认,第三代半导体确实具有更多的性能优势。当然,SiC和GaN也有各自与众不同的特性,主要可分为以下两点: 性能对比 碳化硅和氮化镓半导体通常也被称为化合物半导体,因为他们是由选自周期表中的多个元素组成的。下图比较了Si、SiC和GaN材料的性能,这些材料的属性对电子器件的基本性能特点产生重大影响。 应用对比 GaN和SiC在材料性能上各有优劣,因此在应用领域上各有侧重和互补。 GaN:目前主要用于射频器件、电力电子功率器件以及光电器件。GaN的商业化应用始于LED照明和激光器,其更多是基于GaN的直接带隙特性和光谱特性,相关产业已经发展的非常成熟。射频器件和功率器件是发挥GaN宽禁带半导体特性的主要应用领域。 SiC:SiC能大大降低功率转换中的开关损耗,因此具有更好的能源转换效率,更容易实现模块的小型化,更耐高温,目前主要用于高温、高频、高效能的大功率元件,如智能电网、交通、新能源汽车、光伏、风电。其中,新能源汽车是SiC功率器件市场的主要增长驱动因素,主要的应用器件有功率控制单元(PCU)、逆变器,DC-DC转换器、车载充电器等。