半导体的基础认识（四）

氮化镓半导体

氮化镓材料由于禁带宽度达到3.4eV，与SIC、金刚石等半导体材料一起，被誉为第三代半导体材料，也称为宽禁带半导体。由于氮化镓具有禁带宽度大、击穿电场高、饱和电子速度大、热导率高、介电常数小、化学性质稳定和抗辐射能力强等优点，成为高温、高频、大功率微波器件的shou选材料之一。

氮化镓（GaN）与砷化镓（GaAs）性能比较；氮化镓（GaN）与硅（Si）性能比较由于对高速、高温和大功率半导体器件需求的不断增长，使得氮化镓材料器件逐渐被半导体市场应用。其主要应用领域包括：

新能源领域：

在可再生能源领域，在将风电和太阳能电力接入电网以及减少输电损耗方面，都发挥了极其重要的作用；绿色能源、电动汽车、绿色电子照明等新兴领域正在成为功率器件市场应用的新热点，需求强劲。

信息通讯设备领域：

增强型氮化镓电晶体表现出高耐辐射性能，从而适用于通讯和科学卫星的功率和通讯系统；点到点通信、卫星通信、各种雷达和新型工业/YL应用都将从这些大功率氮化镓器件的应用中获益。

4C产业：

国内各主要IT产品仍将保持旺盛的市场需求，笔记本电脑、显示器、打印机、电视机、组合音响、激光视盘机等传统产品以及新兴汽车电子均将在未来保持平稳增长。随着空调、节能电机等电子产品产能向ZG大陆转移，功率半导体的需求也将成倍地增加。

智能电网领域：

功率半导体在提高整个电力供应链--从发电、输配电到Z后的用电--的能效方面发挥着至关重要的作用。

碳化硅半导体

碳化硅（SiC）因其在高温、高压、高频等条件下的优异性能表现，成为当前Z受关注的半导体材料之一，在交流-直流转换器等电源转换装置中得到大量应用，未来亦有望在半导体功率器件领域逐步实现对硅的全面替代，碳化硅半导体时代即将开启。

与硅器件相比，碳化硅半导体芯片的功率损耗可减少将近50%，从而有效提升电源转换效率。碳化硅器件由于转换效率高、发热小，所以可以有效减小冷却系统的体积，从而实现电源转换装置整体的小型化，这对于新能源汽车等需要大量电源转换装置的系统具有重大的意义。因此，对于需要高转换效率和高功率密度的系统，碳化硅器件具有无可比拟的优势，是当仁不让的shou选产品。

正因为碳化硅具备这些优异的性能，所以它特别适合深井钻探、太阳能逆变器（实现直流与交流的转换）、风能逆变器、电动汽车与混合动力汽车、工业驱动以及轻轨牵引等需要大功率电源转换的应用。