Si 材料的歷史與瓶頸。上世紀五十年代以來,以硅(Si)材料為代表的第一代半導體材料取代了笨重的電子管引發了集成電路(IC)為核心的微電子領域迅速發展。然而,由于硅材料的帶隙較窄、電子遷移率和擊穿電場較低,Si 在光電子領域和高頻高功率器件方面的應用受到諸多限制,在高頻下工作性能較差,不適用于高壓應用場景,光學性能也得不到突破。
SiC/GaN:穩定爬升的光明期。雖然學術界和產業界很早認識到 SiC和 GaN相對于傳統Si 材料的優點,但是由于制造設備、制造工藝與成本的劣勢,多年來只是在小范圍內得到應用,無法挑戰 Si 基器件的統治地位,但是隨著 5G、汽車等新市場出現,SiC/GaN 不可替代的優勢使得相關產品的研發與應用加速;隨著制備技術的進步,SiC 與 GaN 器件與模塊在成本上已經可以納入備選方案內,需求拉動疊加成本降低, SiC/GaN 的時代即將迎來。
SiC:極限功率器件的理想的材料。SiC 是由硅和碳組成的化合物半導體材料,在熱、化學、機械方面都非常穩定。C 原子和 Si 原子不同的結合方式使 SiC 擁有多種晶格結構,如4H、6H、3C 等等。4H-SiC 因為其較高的載流子遷移率,能夠提供較高的電流密度,常被用來做功率器件。