功率半導(dǎo)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(dǎo)體的 SiC 器件未來可期。

　　
         目前全球 95% 以上的半導(dǎo)體元件，都是以第一代半導(dǎo)體材料硅作為基礎(chǔ)功能材料，主要應(yīng)用在資訊與微電子產(chǎn)業(yè)，不過，隨著電動(dòng)車、5G 等新應(yīng)用興起，推升高頻率、高功率元件需求成長，矽基半導(dǎo)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(dǎo)體領(lǐng)域。

　　
         第三代半導(dǎo)體材料包括氮化鎵(GaN)、碳化硅(SiC) 等寬頻化合物半導(dǎo)體材料，其中，碳化硅具備低導(dǎo)通電阻、高切換頻率、耐高溫與耐高壓等優(yōu)勢，可應(yīng)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(yīng)用于嚴(yán)苛的環(huán)境，應(yīng)用層面廣泛，如風(fēng)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(yīng)器等高功率應(yīng)用領(lǐng)域。

　　
         近來隨著電動(dòng)車與混合動(dòng)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(yīng)用包括車載充電器、降壓轉(zhuǎn)換器與逆變器。且據(jù)研究機(jī)構(gòu) IHS 與 Yole 預(yù)測，碳化矽晶圓的全球電力與功率半導(dǎo)體市場產(chǎn)值，將從去年的 13 億美元，擴(kuò)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(dǎo)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(jìn)者相繼擴(kuò)增產(chǎn)能布局，且在電動(dòng)車、5G 等需求持續(xù)驅(qū)動(dòng)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(dǎo)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(yīng)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(yīng)用中顯示出很大的前景。當(dāng)然，兩者以及 Si 的發(fā)展還需要基于其生產(chǎn)設(shè)備以及工藝技術(shù)來評估。