第三代半导体材料SiCGaN双雄并立新时代

第一代半导体材料以硅、锗为主，第二代半导体材料以砷化镓、磷化铟为主，从上世界五六十年代以来，两代半导体材料为工业进步、社会发展做出了巨大贡献。如今，以SiC、GaN、氧化锌、金刚石、氮化铝为代表的宽禁带半导体材料以更大的优势力压第一、二代半导体材料成为佼佼者，统称第三代半导体材料。

与第一、二代半导体材料相比，第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度，更高的击穿电场，更高的热导率，更高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力，更适合于制作高温、高频、抗辐射及大，通常又被称为宽禁带半导体材料（禁带宽度大于2.2ev），亦称为高温半导体材料。从目前第三代半导体材料和器件的研究来看，较为成熟的是SiC和GaN半导体材料，而氧化锌、金刚石、氮化铝等材料的研究尚属起步阶段。在一番纷纷扰扰之后，SiC和GaN无疑成为第三代半导体材料双雄，发展最为迅速。

上世纪90年代之后，GaN进入快速发展时期，年均增长率达到 0%，日益成为大功率LED的关键性材料。此后，GaN也同SiC一起，进军功率器件市场。2012年，GaN市场中仅有两三家器件供应商，201 年以来，陆续有很多公司推出新产品，整体市场空间得到了较好扩充。

SiC的商业化应用在21世纪才全面铺开，但商业化生产的SiC早在1987年就存在了。与低一级的Si相比，SiC有诸多优点：有高10倍的电场强度，高 倍的热导率，宽 倍禁带宽度，高1倍的饱和漂移速度。因为这些特点，用SiC制作机电产品出口占主导地位的器件可以用于极端的环境条件下，微波及高频和短波长器件是目前已经成熟的应用市场，而在军用相控阵雷达、通信广播系统中，用SiC做为衬底的还要和产业发展联系在一起。在让一部分农村劳动力实现转移和市民化的同时高亮度蓝光LED则是全彩色大面积显示屏的关键器件。SiC的市场被产业界颇为看好，根据预测，到2022年，其市场规模将达到40亿美元，年平均复合增长率可达到45%。

在发展早期，因SiC与GaN两者的应用领域不同，其直接竞争的机会并不大。但未来随着功率半导体市场向两边横向发展，二者狭路相逢必不可免，届时孰强孰弱，自有定论。