半导体到目前主要经历了三代发展。
第一代:1950年以来,以硅(Si)材料为代表的第一代半导体材料取代了笨重的电子管引发了集成电路(IC)为核心的微电子领域迅速发展。但是由于硅材料的带隙较窄、电子迁移率和击穿电场较低,Si 在光电子领域和高频高功率器件方面的应用受到诸多限制,在高频下工作性能较差,不适用于高压应用场景,光学性能也得不到突破。
第二代:随着材料科学突破,以砷化镓(GaAs)为代表的第二代半导体材料开始崭露头角,使半导体材料的应用进入光电子领域,尤其是在红外激光器和高亮度的红光二极管等方面。
第三代:又称宽禁带半导体,以 SiC 和 GaN 为主,禁带宽度在 2.2eV 以上,具有高击穿电场、高饱和电子速度、高热导率、高电子密度、高迁移率等优点。SiC 与 GaN 相比较,前者相对GaN 发展更早一些,技术成熟度也更高一些;两者有一个很大的区别是热导率,这使得在高功率应用中,SiC占据统治地位;同时由于 GaN 具有更高的电子迁移率,因而能够比 SiC 或 Si 具有更高的开关速度,在高频率应用领域,GaN 具备优势。
目前PI宽禁带产品有很多,技术也是市场相对成熟的,处于行业比较靠前的位置。GaN具有很多优势,导通损耗小,效率高,功率密度高,基本无需散热,PI的GaN甚至可以做到无需负压驱动,极大的简化了驱动电路的设计难度,方便了用户使用,可靠性极大提高,对于市场比较友好。