在第一代半导体材料——硅(Si)、锗 (Ge) 元素逼近物理极限后，以砷化镓 (GaAs)、磷化镓 (GaP)、磷化铟 (InP) 为代表的第二代便开始走向＂化合物＂；惟因资源稀少性和环境污染问题，加上电子器件性能不断提升、对工作温度／辐射／功率的要求亦随之拉高，第二代显得力有未逮，于是促成了第三代＂宽禁带＂(Wide Bandgap, WBG) 材料兴起，以碳化硅 (SiC) 和氮化镓 (GaN) 最受瞩目；在击穿强度 (Breakdown Strength)、热导率 (Thermal Conductivity) 和电子饱和漂移速度 (Drift Velocity) 具有优势，意谓：高效率、低损耗，并可将功率器件小型化。
Market Study Report 预测，SiC 和 GaN 功率器件市场 2018 年估值为 3.2 亿美元，预计 2025 年将达到 3.08 亿美元，预测期内的年复合成长率 (CAGR) 为32.5%。那么具体而微，SiC 与 GaN 有何差别？就物理特性而言，两者的＂带隙＂(频带宽度，攸关能量) 在伯仲之间，意即电压击穿能力不相上下，但导热率表现就高低立判了：碳化硅的导热系数高于氮化镓、可耐受更高电压；且功率密度大、相同的尺寸能处理更多电流，更适合大功率应用。以往，碳化硅和氮化镓常以 600V 或 650V 为界——高压由 SiC 撑场，需要高速开关的中、低压倾向 GaN。
只是，随着制程技术的不断前行，这样的界线正在上移，已有人提出 900V 以下的应用皆是氮化镓能力所及者，为原本自消费电子切入的 GaN 创造更多机会；另 5G 高频通信及去中心化特性对功率放大器 (PA) 依赖日深，亦成 GaN 绝佳舞台。然而，碳化硅也没就此停顿，正努力朝更高压发展以因应更多工业／汽车的超大动力所需；与此同时，基于设备及人身安全考虑，连带催生＂隔离器＂及电路板布局之仿真分析的需求。此外，就在 SiC 和 GaN 竞合之余，新成员——氧化镓 (Ga2O3) 正翩然驾临，可望填补 AC-DC 转换等低频、高压应用区间。
当人们的日常生活越来越离不开电子产品、功率器件越来越重要，宽禁带半导体，正在竞逐着他们的辉煌！
