來源:全球半導(dǎo)體觀察
定義:
通常指碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)。該說法源自中國,國際上大多稱為寬禁帶半導(dǎo)體或化合物半導(dǎo)體
根據(jù)禁帶寬度的差異,半導(dǎo)體材料可以分為第一代半導(dǎo)體(硅、鍺等)、第二代半導(dǎo)體(砷化鎵、磷化銦等)、第三代半導(dǎo)體(碳化硅、氮化鎵等)、第四代半導(dǎo)體(氧化鎵等)。
特點:
與第一代、第二代半導(dǎo)體相比,第三代半導(dǎo)體擁有高功率、高頻率、耐高壓高溫等特性,是用于新能源汽車、5G基站、光伏儲能、數(shù)據(jù)中心等新興領(lǐng)域的理想材料。
相較于硅基器件,碳化硅材料制成的功率器件在高壓場景表現(xiàn)出更優(yōu)異的物理性能,目前已被廣泛用于新能源汽車逆變器、光伏逆變器中。
氮化鎵材料則可制成功率、射頻、光電器件,這取決于其外延層結(jié)構(gòu)。氮化鎵功率器件常常采用硅襯底,目前消費類充電器市場開始大量采用;射頻器件則多以碳化硅材料作為襯底,非常適合5G基站、軍用雷達等場景;光電器件方面,用藍寶石基氮化鎵制成的LED已經(jīng)非常成熟。
發(fā)展趨勢:
一、碳化硅襯底可制備碳化硅功率器件和氮化鎵射頻器件,被視為第三代半導(dǎo)體核心原材料。但其現(xiàn)階段受限于PVT生長法,大規(guī)模生產(chǎn)十分困難,Wolfspeed等廠商正在推動6英寸向8英寸邁進,另外液相法等新興生長法也在不斷發(fā)展。
二、相對于光電、射頻應(yīng)用,氮化鎵功率市場才剛剛起步,從消費電子過渡,進入數(shù)據(jù)中心、光伏儲能等工業(yè)領(lǐng)域,再切入汽車市場,未來發(fā)展前景巨大。