禁帶寬度是半導體材料的一個重要特征參量，其大小主要決定于半導體的能帶結構,。禁帶越寬,，意味著電子躍遷到導帶所需的能量越大，也意味著材料能承受的溫度和電壓越高,，越不容易成為導體,；禁帶越窄，意味著電子躍遷到導帶所需的能量越小,，也意味著材料能承受的溫度和電壓越低,，越容易成為導體。

　　圖 主要半導體材料的禁帶寬度與吸收邊波長

　　根據(jù)半導體材料的禁帶寬度的不同,，可分為寬禁帶半導體材料和窄禁帶半導體材料,。若禁帶寬度Eg< 2.3eV（電子伏特），則稱為窄禁帶半導體,，如鍺(Ge),、硅(Si)、砷化鎵(GaAs)以及磷化銦(InP),；若禁帶寬度Eg＞2.3eV則稱為寬禁帶半導體,，如碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN),、H碳化硅(HSiC),、H碳化硅(HSiC)、氮化鋁(AlN)以及氮化鎵鋁(ALGaN)等,。寬禁帶半導體材料具有禁帶寬度大,、擊穿電場強度高、飽和電子漂移速度高,、熱導率大,、介電常數(shù)小、抗輻射能力強以及良好的化學穩(wěn)定性等特點,，非常適合于制作抗輻射,、高頻,、大功率和高密度集成的電子器件。

　　隨著硅（Si）與化合物半導體材料（GaAs,、GaP,、InP等）在光電子、電力電子和射頻微波等領域器件性能的提升面臨瓶頸,，不足以全面支撐新一代信息技術的可持續(xù)發(fā)展,，難以應對能源與環(huán)境面臨的嚴峻挑戰(zhàn)，寬禁帶半導體材料迎來廣闊的發(fā)展機遇,。

　　在寬禁帶半導體材料中，SiC和GaN最受關注,，由于其寬帶隙特性可以進一步提高功率器件的性能,，因此尤其受到功率半導體市場的青睞。據(jù)預測,， SiC和GaN功率半導體市場規(guī)模將在2020年達到近10億美元,，主要推動力來自混合動力及電動汽車、電力和光伏逆變器等方面的需求,。市場的滲透也在增長,，特別是在中國，肖特基二極管,、MOSFET,、結柵場效應晶體管（JFET）和其他SiC分立器件已經(jīng)出現(xiàn)在量產(chǎn)汽車DC-DC轉換器、車載電池充電器之中,。

　　在應用上,，SiC 和GaN的優(yōu)勢也是互補的。GaN擁有更高的熱導率和更成熟的技術,，而GaN 直接躍遷,、高電子遷移率和飽和電子速率、成本更低的優(yōu)點則使其擁有更快的研發(fā)速度,。兩者的不同優(yōu)勢決定了應用范圍上的差異,。SiC的市場應用偏向高頻小電力領域，集中在1000V以下,；而SiC 適用于1200V 以上的高溫大電力領域,，兩者的應用領域覆蓋了新能源汽車、光伏,、機車牽引,、智能電網(wǎng)、節(jié)能家電,、通信射頻等大多數(shù)具有廣闊發(fā)展前景的新興應用市場,。

　　與GaN 相比,，SiC熱導率是GaN 的三倍以上，在高溫應用領域更有優(yōu)勢,；同時SiC單晶的制備技術相對更成熟,，所以SiC 功率器件的種類遠多于GaN。 但是GaN并不完全處于劣勢,，甚至被稱為SiC器件獲得成長的最大抑制因素,。隨著GaN制造工藝在不斷進步，在GaN-on-Si外延片上制造的GaN器件具有相當?shù)偷某杀?，比在SiC晶片上制造任何產(chǎn)品都更為容易,。由于這些原因，GaN晶體管可能會成為2020年代后期逆變器中的首選,，優(yōu)于較昂貴的SiC MOSFET,。數(shù)據(jù)顯示，2023年全球GaN器件市場規(guī)模將達到224.7億美元,。

　　基于SiC,、GaN功率器件的前景可期，已吸引眾多公司進入這一市場,，英飛凌,、恩智浦、安森美,、ST,、德州儀器、羅姆,、TDK,、松下、東芝,、等實力選手也紛紛加入戰(zhàn)局,。在國內(nèi)電源管理IC廠商中，也有包括矽力杰,、晶豐,、士蘭微、芯朋微,、東科,、比亞迪等戰(zhàn)將，但顯然這一市場仍以日美歐廠商為主角,。

　　我國早已經(jīng)在大力扶持第三代半導體產(chǎn)業(yè),。2016年國務院就出臺了《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》，明確提出以第三代半導體材料等為核心，搶占先進電子材料技術的制高點,。