以硅(Si)、鍺(Ge)為代表的第一代半導體,以砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)為代表的第二代半導體在人類社會的不同角落無不閃爍著它的光輝。隨著科技需求的日益增加,具有寬禁帶等優點的第三代半導體發展迅猛,在功率半導體器件等領域應用前景被看好。
2017年11月1日,由北京市順義區人民政府、第三代半導體產業技術創新戰略聯盟(CASA)和國家半導體照明工程研發及產業聯盟(CSA)主辦的第十四屆中國國際半導體照明論壇暨 2017 國際第三代半導體論壇開幕大會在北京順義隆重召開。開幕式上,美國國家工程院院士、美國加利福尼亞大學杰出教授、Transphorm 的聯合創始人Umesh K. MISHRA的高足吳毅鋒博士,分享了功率器件之爭:寬禁帶vs硅的發展動態。
吳毅鋒表示寬禁帶技術對于電力、能源節約具有非常重要的意義。我們需要繼續發展功率元件,該領域的市場潛力非常大,對于功率器件而言,可靠性至關重要。結合目前的發展情況,對于硅、碳化硅和硅基氮化鎵來說,硅基氮化鎵能力性可能更強。硅是目前功率元件中最成功的,已經非常成熟,成本非常低,整個性能也非常好,即便性能已經很飽和,但它的超級黏結度,會繼續改進它的一些應用。當然,不管是碳化硅還是硅,它們的成本都會降低,同時可以大規模生產。
結合一些案例,吳毅鋒具體對比介紹了硅和硅基氮化鎵的不同性能表現,以及對產品的影響。他表示,早期的發展中,硅仍然是一個占據主導地位的材料,當前第三代半導體材料已經取得了長足的進展,氮化鎵和碳化硅有不同的優點,也應用于不同的領域,并不是誰消滅誰。未來可以看到更多的機會,我們要逐漸降低氮化鎵和碳化硅的成本,我們的元件應該有更好的效率和功率,這樣才能找到一個更加有效的解決方案。