以硅(Si)、锗(Ge)为代表的第一代半导体,以砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)为代表的第二代半导体在人类社会的不同角落无不闪烁着它的光辉。随着科技需求的日益增加,具有宽禁带等优点的第三代半导体发展迅猛,在功率半导体器件等领域应用前景被看好。
2017年11月1日,由北京市顺义区人民政府、第三代半导体产业技术创新战略联盟(CASA)和国家半导体照明工程研发及产业联盟(CSA)主办的第十四届中国国际半导体照明论坛暨 2017 国际第三代半导体论坛开幕大会在北京顺义隆重召开。开幕式上,美国国家工程院院士、美国加利福尼亚大学杰出教授、Transphorm 的联合创始人Umesh K. MISHRA的高足吴毅锋博士,分享了功率器件之争:宽禁带vs硅的发展动态。
吴毅锋表示宽禁带技术对于电力、能源节约具有非常重要的意义。我们需要继续发展功率元件,该领域的市场潜力非常大,对于功率器件而言,可靠性至关重要。结合目前的发展情况,对于硅、碳化硅和硅基氮化镓来说,硅基氮化镓能力性可能更强。硅是目前功率元件中最成功的,已经非常成熟,成本非常低,整个性能也非常好,即便性能已经很饱和,但它的超级黏结度,会继续改进它的一些应用。当然,不管是碳化硅还是硅,它们的成本都会降低,同时可以大规模生产。
结合一些案例,吴毅锋具体对比介绍了硅和硅基氮化镓的不同性能表现,以及对产品的影响。他表示,早期的发展中,硅仍然是一个占据主导地位的材料,当前第三代半导体材料已经取得了长足的进展,氮化镓和碳化硅有不同的优点,也应用于不同的领域,并不是谁消灭谁。未来可以看到更多的机会,我们要逐渐降低氮化镓和碳化硅的成本,我们的元件应该有更好的效率和功率,这样才能找到一个更加有效的解决方案。