在第一代半導體材料——矽(Si)、鍺 (Ge) 元素逼近物理極限後，以砷化鎵 (GaAs)、磷化鎵 (GaP)、磷化銦 (InP) 為代表的第二代便開始走向「化合物」；惟因資源稀少性和環境污染問題，加上電子器件性能不斷提升、對工作溫度／輻射／功率的要求亦隨之拉高，第二代顯得力有未逮，於是促成了第三代「寬能隙」(Wide Bandgap, WBG) 材料興起，以碳化矽 (SiC) 和氮化鎵 (GaN) 最受矚目；在擊穿強度 (Breakdown Strength)、熱導率 (Thermal Conductivity) 和電子飽和漂移速度 (Drift Velocity) 具有優勢，意謂：高效率、低損耗，並可將功率器件小型化。
Market Study Report 預測，SiC 和 GaN 功率器件市場 2018 年估值為 3.2 億美元，預計 2025 年將達到 3.08 億美元，預測期內的年複合成長率 (CAGR) 為32.5%。那麼具體而微，SiC 與 GaN 有何差別？就物理特性而言，兩者的「頻隙」(頻帶寬度，攸關能量) 在伯仲之間，意即電壓擊穿能力不相上下，但導熱率表現就高低立判了：碳化矽的導熱係數高於氮化鎵、可耐受更高電壓；且功率密度大、相同的尺寸能處理更多電流，更適合大功率應用。以往，碳化矽和氮化鎵常以 600V 或 650V 為界——高壓由 SiC 撐場，需要高速開關的中、低壓傾向 GaN。
只是，隨著製程技術的不斷前行，這樣的界線正在上移，已有人提出 900V 以下的應用皆是氮化鎵能力所及者，為原本自消費電子切入的 GaN 創造更多機會；另 5G 高頻通訊及去中心化特性對功率放大器 (PA) 依賴日深，亦成 GaN 絕佳舞台。然而，碳化矽也沒就此停頓，正努力朝更高壓發展以因應更多工業／汽車的超大動力所需；與此同時，基於設備及人身安全考量，連帶催生「隔離器」及電路板佈局之模擬分析的需求。此外，就在 SiC 和 GaN 競合之餘，新成員——氧化鎵 (Ga2O3) 正翩然駕臨，可望填補 AC-DC 轉換等低頻、高壓應用區間。
當人們的日常生活越來越離不開電子產品、功率器件越來越重要，寬能隙半導體，正在競逐著他們的輝煌！
