功率半導體器件最為功率變換系統(tǒng)的核心器件，適用于高壓低損耗的第三代寬禁帶半導體的 SiC 器件未來可期。

　　
         目前全球 95% 以上的半導體元件，都是以第一代半導體材料硅作為基礎功能材料，主要應用在資訊與微電子產(chǎn)業(yè)，不過，隨著電動車、5G 等新應用興起，推升高頻率、高功率元件需求成長，矽基半導體受限硅材料的物理性質(zhì)，在性能上有不易突破的瓶頸，也讓廠商開始爭相投入化合物半導體領(lǐng)域。

　　
         第三代半導體材料包括氮化鎵(GaN)、碳化硅(SiC) 等寬頻化合物半導體材料，其中，碳化硅具備低導通電阻、高切換頻率、耐高溫與耐高壓等優(yōu)勢，可應用于 1200 伏特以上的高壓環(huán)境。

　　
         相較于氮化鎵，碳化硅更耐高溫、耐高壓，較適合應用于嚴苛的環(huán)境，應用層面廣泛，如風電、鐵路等大型交通工具，及太陽能逆變器、不斷電系統(tǒng)、智慧電網(wǎng)、電源供應器等高功率應用領(lǐng)域。

　　
         近來隨著電動車與混合動力車發(fā)展，碳化硅材料快速在新能源車領(lǐng)域崛起，主要應用包括車載充電器、降壓轉(zhuǎn)換器與逆變器。且據(jù)研究機構(gòu) IHS 與 Yole 預測，碳化矽晶圓的全球電力與功率半導體市場產(chǎn)值，將從去年的 13 億美元，擴增至 2025 年的 52 億美元。

　　
         在 IDM 廠方面，除英飛凌(Infi neo n)、羅姆(ROHM)等 IDM 大廠積極布局外，安森美半導體(ON Semiconductor)也在本月與 GTAT 簽訂 5 年碳化硅材料供給協(xié)議。

　　
         雖然受限成本與技術(shù)門檻較高、產(chǎn)品良率不高等因素，使碳化硅晶圓短期內(nèi)難普及，但隨著既有廠商與新進者相繼擴增產(chǎn)能布局，且在電動車、5G 等需求持續(xù)驅(qū)動下，可望加速碳化硅晶圓產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　
         就目前來說，SiC 和氮化鎵 GaN 都屬于寬禁帶半導體，SiC 功率器件具有高品質(zhì)的外延晶片以及比 GaN 更成熟的工藝技術(shù)，所以其在高壓應用中更具吸引力。在大型硅晶片上異質(zhì)外延生長的 GaN 基橫向開關(guān)器件在相對低電壓的應用中顯示出很大的前景。當然，兩者以及 Si 的發(fā)展還需要基于其生產(chǎn)設備以及工藝技術(shù)來評估。