這節(jié)課，我們將從碳化硅從屬的寬禁帶半導(dǎo)體，立足更大的視角，從寬禁帶半導(dǎo)體優(yōu)勢(shì)、發(fā)展前景，深入探討，為什么碳化硅和氮化鎵，擁有著巨大的市場(chǎng)潛力？

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寬禁帶半導(dǎo)體 · 定義

物理學(xué)家將材料的禁帶定義為價(jià)帶的最高占有態(tài)（電子在施加能量時(shí)從中躍遷的電子軌道帶）和導(dǎo)帶的最低非占有態(tài)之間的能量差（這些電子可以躍遷到的帶）。禁帶決定了電子從價(jià)帶移動(dòng)到導(dǎo)帶所需的能量。

自20世紀(jì)50年代以來(lái)，傳統(tǒng)硅（Si）一直是半導(dǎo)體的主要材料，其帶隙為1.1eV。最新的寬禁帶（WBG）半導(dǎo)體是基于新型和新興材料的半導(dǎo)體，其禁帶通常為硅的2到3倍。

02

寬禁帶半導(dǎo)體 · 優(yōu)勢(shì)

多年來(lái)，硅一直占據(jù)主導(dǎo)地位，但在越來(lái)越多的現(xiàn)有和新興應(yīng)用中，硅的性能已達(dá)到極限。因?yàn)閷捊麕О雽?dǎo)體可以承受更高的電場(chǎng)，所以它們可以維持更高的電壓。它們還可以在更高的開(kāi)關(guān)頻率下工作。寬禁帶半導(dǎo)體不僅帶來(lái)了最優(yōu)的性能，還簡(jiǎn)化了濾波要求，從而能夠使用更小的外部組件（更快的開(kāi)關(guān)意味著能量每次以更小的單位進(jìn)行傳輸，因此，電路的無(wú)源和感應(yīng)設(shè)備中需要存儲(chǔ)的能量更少）。

與傳統(tǒng)硅相比，這些因素轉(zhuǎn)化為許多好處，包括更小的體積、更快的速度、更高效和更可靠的運(yùn)行能力。更高的電壓能力為更高的功率設(shè)計(jì)創(chuàng)造了機(jī)會(huì)，同時(shí)顯著提高的效率能在更小的尺寸外形下實(shí)現(xiàn)相同的性能，或者在相同的尺寸外形中下提高性能（均與傳統(tǒng)硅相比）。效率還對(duì)重量，與終端應(yīng)用中所產(chǎn)生的碳排放帶來(lái)巨大的影響。

許多基于寬禁帶技術(shù)的設(shè)備還可以在比采用傳統(tǒng)硅的情況下，在更高的最高溫度下運(yùn)行。

03

寬禁帶半導(dǎo)體 · 應(yīng)用

從40V到6.5kV，從10W到10MW，寬禁帶半導(dǎo)體能廣泛覆蓋消費(fèi)電子、家用電器、電動(dòng)汽車(chē)、太陽(yáng)能，風(fēng)能等清潔能源、儲(chǔ)能、工業(yè)自動(dòng)化、軌道交通等幾乎人類(lèi)工作、生活的方方面面。

因此，我們可以得出結(jié)論：

氮化鎵(GaN)+ 碳化硅(SiC) = 功率半導(dǎo)體的未來(lái)

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寬禁帶半導(dǎo)體 · 市場(chǎng)

寬禁帶半導(dǎo)體的市場(chǎng)潛力已經(jīng)非常巨大，并且正在快速增長(zhǎng)，由于目前許多公司希望在現(xiàn)有應(yīng)用中，將傳統(tǒng)硅進(jìn)行替換，并在硅無(wú)法競(jìng)爭(zhēng)的新興設(shè)計(jì)中，采用氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）的力量。納微半導(dǎo)體預(yù)測(cè)：到2026年，氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）功率技術(shù)的綜合市場(chǎng)機(jī)會(huì)將超過(guò)每年200億美元。

寬禁帶半導(dǎo)體市場(chǎng)潛力巨大，納微半導(dǎo)體作為氮化鎵行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，已于2022年8月，將全球領(lǐng)先的碳化硅企業(yè)——GeneSiC Semiconductor“收入麾下”，成為唯一全面專(zhuān)注的下一代功率半導(dǎo)體公司，在GaN+SiC的雙擎驅(qū)動(dòng)下，納微半導(dǎo)體將更好地履行Electrify Our World的使命，加速全球?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的美好未來(lái)！

編輯：黃飛

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