都在說第三代半導體，如何如何，尤其是如雷貫耳的GaN（是個充電器，說自己用了GaN就可賣幾塊錢！）和SiC，它們究竟是啥玩意兒，又有啥區別，今天用白話給大家捋一捋！

啥是第三代半導體？

簡單的講，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)或金剛石半導體材料的都可以稱之為第三代半導體。

第三代半導體

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，這倆到底是啥關系？這回幫你捋順了！

與前兩代半導體材料相比，第三代半導體材料具有更寬的禁帶寬度、更高的導熱率、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。用人話講，就是性能更強，當然也更貴（材料制備太貴了）！

想知道價格差異有多大？請參考這一篇：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，最大的區別似乎就是熱導率？

Si、SiC與GaN三種材料關鍵特性對比

實際上，由于GaN具備更高的電子遷移率，氮化鎵晶體管開關更適用于高頻場景。GaN的商業化應用始于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，相關產業已經發展的非常成熟。射頻器件和功率器件是發揮GaN寬禁帶半導體特性的主要應用領域。與SiC相比，GaN具有出色的高速開關特性。GaN的高開關速度及其相對較低的成本使其成為低功率市場（25至500W，就是常見的手機、筆記本充電器）的主導者。

【你相信光嗎？】：GaN還有一個自己獨特的優勢。它是第一個能夠可靠地發出綠色、藍色、紫色和紫外光的半導體。

GaN半導體的缺點是它們還沒有可靠的絕緣體技術。這使故障安全設備的設計變得復雜。換句話說，如果控制電路發生故障，則故障打開。

SiC 和 GaN 基板應用示意圖

而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，SiC比GaN和Si具有更高的熱導率，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逆變器中占據主導地位，尤其是對電壓阻斷能力和功率處理能力要求較高的低頻場景。

SiC是非常簡單粗暴的，它沒有什么發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以下之領域，例如充電器、基站、5G通訊相關等高頻產品；SiC則能適用于更大的電壓范圍（s甚至可達1500V），比如、電動車、電動車充電基礎設施、太陽能及離岸風電等大功率低頻設備。

GaN與SiC性能對比

不過，由于SiC 晶圓制造難度極高，量產能力非常有限，許多國家將SiC材料視為戰略性資源，原料價格也非常高，因此在市場份額上，GaN還是占據了優勢的。值得注意的是，作為后起之秀的硅基GaN，雖然評論兩極分化嚴重（晶格失配等一系列問題無法解決），但其性價比突出，隱隱有發力之勢。

小結

GaN與SiC性能對比

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強上無數倍，GaN高頻特性好還能發光，但是SiC功率更大更強也更貴。