SiC和GaN-MOSFET

      碳化硅（Silicon Carbide）是C元素和Si元素形成的化合物。SiC六方结构的4H型SiC（4H-SiC）具有高临界击穿电场、高热传导系数的优势，是制造高压、高温、抗辐照功率半导体器件的优良半导体材料。SiC的绝缘击穿场强是Si的10倍，所以能够以低阻抗、薄厚度的漂移层实现高耐压。因此，在相同的耐压值情况下，SiC可以得到标准化导通电阻（单位面积导通电阻）更低的器件。例如900V时，SiC-MOSFET的芯片尺寸只需要Si-MOSFET的35分之1、SJ-MOSFET的10分之1，就可以实现相同的导通电阻。

      氮化镓，由镓（原子序数 31）和氮（原子序数 7）结合而来的化合物。它是拥有稳定六边形晶体结构的宽禁带半导体材料。相同RDS（on），GaN是普通Si MOSFET面积的一半。这直接使用电路中传导损耗降低50%。在设计中可使用较小的散热器和更简单的热管理。

◼ Si 适用于低压和低频应用，制造成本低

◼ GaN 和 SiC 适用于高频率高效率应用，其中 GaN 比 SiC 频率更高

◼ SiC 过电流能力和散热能力强于 GaN，材料制造成本高

◼ GaN 基于硅衬底，能以较低的成本实现高效率；目前成本高于 Si 器件，但由于效率的明显提升，能够降低系统的使用成本。

      氮化镓、碳化硅以及硅材料半导体之间存在诸多差异。首先，氮化镓半导体目前的目标电压范围为 80V 至 650V，在最高开关频率下提供中等功率。氮化镓和碳化硅半导体在最大功率密度下具有非常高的效率，同时开关损耗都比硅基半导体低。

      氮化镓与碳化硅功率电子器件半导体之间的差异在于，与氮化镓相比，碳化硅功率半导体具有卓越的栅极氧化物可靠性、出色的易用性，而且非常坚固，采用的是垂直晶体管概念，而氮化镓采用的则是横向晶体管概念。

      氮化镓和碳化硅为应用解决方案领域带来了不同的优势。然而，材料优势取决于其应用。例如，碳化硅在高温高压应用中表现优异，如大功率串式逆变器。就高温能力而言，较低的温度系数和高阻断电压能力最能满足应用需求。

      在终极功率密度方面，氮化镓更胜一筹。这在结构体积非常有限的应用中尤其如此，例如数据中心的开关电源，因为在特定的空间内，功率水平会增加。这种情况下，效率和高开关频率的结合将应用推向了其他技术难以企及的新水平。

◼ SiC 适用于大功率、高电压，且开关频率和功率密

度高于硅器件

◼ GaN 适用于中等功率，电压通常在100V~900V，

具有最高的开关频率和功率密度。