都在说第三代半导体，如何如何，尤其是如雷贯耳的GaN（是个充电器，说自己用了GaN就可卖几块钱！）和SiC，它们究竟是啥玩意儿，又有啥区别，今天用白话给大家捋一捋！

啥是第三代半导体？

简单的讲，就是凡是衬底或者外延中，含有氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）、氧化锌(ZnO)或金刚石半导体材料的都可以称之为第三代半导体。

第三代半导体

啥是衬底？啥是外延？你还傻傻分不清楚吗？可以参考这篇文章：衬底与外延，这俩到底是啥关系？这回帮你捋顺了！

与前两代半导体材料相比，第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的导热率、更高的抗辐射能力、更大的电子饱和漂移速率等特性。翻译一下就是说：高频、高效、高功率、耐高压、耐高温、抗辐射能力强。用人话讲，就是性能更强，当然也更贵（材料制备太贵了）！

想知道价格差异有多大？请参考这一篇：掏心窝子的聊聊硅基GaN到底有没有前途？GaN贵到大家想出了用Si基外延来折中性价比。

SiC 与 GaN有啥不一样？

SiC 与 GaN 物理特性，整体比较接近，直观来看，两者相比，最大的区别似乎就是热导率？

Si、SiC与GaN三种材料关键特性对比

实际上，由于GaN具备更高的电子迁移率，氮化镓晶体管开关更适用于高频场景。GaN的商业化应用始于LED照明和激光器，其更多是基于GaN的直接带隙特性和光谱特性，相关产业已经发展的非常成熟。射频器件和功率器件是发挥GaN宽禁带半导体特性的主要应用领域。与SiC相比，GaN具有出色的高速开关特性。GaN的高开关速度及其相对较低的成本使其成为低功率市场（25至500W，就是常见的手机、笔记本充电器）的主导者。

【你相信光吗？】：GaN还有一个自己独特的优势。它是第一个能够可靠地发出绿色、蓝色、紫色和紫外光的半导体。

GaN半导体的缺点是它们还没有可靠的绝缘体技术。这使故障安全设备的设计变得复杂。换句话说，如果控制电路发生故障，则故障打开。

SiC 和 GaN 基板应用示意图

而SiC是由硅和碳组成的化合物半导体材料，在热、化学、机械方面都非常稳定，SiC比GaN和Si具有更高的热导率，意味着SiC器件比GaN或Si从理论上可以在更高的功率密度下操作。因此，SiC更加适用于制作高压高功率密度器件。

特斯拉Model 3的车载或牵引逆变器就是采用SiC。SiC在EV逆变器中占据主导地位，尤其是对电压阻断能力和功率处理能力要求较高的低频场景。

SiC是非常简单粗暴的，它没有什么发光等花里胡哨的能力，单纯的高电压高功率密度！

硅基GaN与SiC基GaN对比

目前，总体而言，除了LED、激光器件以外，GaN组件常用于电压800V以下之领域，例如充电器、基站、5G通讯相关等高频产品；SiC则能适用于更大的电压范围（s甚至可达1500V），比如、电动车、电动车充电基础设施、太阳能及离岸风电等大功率低频设备。

GaN与SiC性能对比

不过，由于SiC 晶圆制造难度极高，量产能力非常有限，许多国家将SiC材料视为战略性资源，原料价格也非常高，因此在市场份额上，GaN还是占据了优势的。值得注意的是，作为后起之秀的硅基GaN，虽然评论两极分化严重（晶格失配等一系列问题无法解决），但其性价比突出，隐隐有发力之势。

小结

GaN与SiC性能对比

如果你觉得上面的太啰嗦，只需要记住一句话即可：首先，GaN和SiC都比Si强上无数倍，GaN高频特性好还能发光，但是SiC功率更大更强也更贵。