同为第三代半导体材料,GaN与SiC其实各有优势,并且正在快速抢占传统MOSFET与IGBT等器件的市场。据调研机构Yole数据,2022年全球功率器件市场规模为209亿美元,到2028年将有望达到333亿美元。届时主导市场的MOSFET与IGBT等器件的市场占比将大幅下降,而GaN与SiC的市场份额有望在2028年达到31%。之所以占比迅速提升,是因为宽禁带半导体器件的优异性能。比如GaN具有更高的开关速度,这意味着在相同的条件下,它可以运行在更高的频率下,从而可以使用更小的无源元件(如电感和电容),进而减小整体系统的体积和重量。并且在低于1200V的中低压应用中,GaN的开关损耗至少比SiC少3倍,这使得GaN在这些应用中效率更高。而对于SiC而言,在高电压应用中表现更佳,可以承受更高的击穿电压,适合于电动汽车、电网基础设施等高压大功率应用。同时可以在更高的温度下稳定工作,这对于一些极端环境下的应用至关重要。不过有意思的是,据The Information Network的统计数据显示,2021-2025年期间,GaN的复合年均增长率达到53.2%,而SiC为42.5%,意味着GaN的市场增速已经高过了SiC。而Yole的报告也显示,到2029年,GaN将达到24亿美元,尤其是在汽车与移动领域,GaN正快速增长,相比之下,SiC整体变化不大。从技术角度来看,实现 GaN 技术不断增长的扩散需要克服的主要挑战是可靠性和价格。但可靠性目前已经基本得到解决,商业设备已经能够通过在高于200°C的结温下运行来保证超过100万小时的平均故障时间。另一个则是成本的挑战,但随着GaN技术的进步,其制造成本正在下降,尤其是在大尺寸晶圆上的制造能力提升,这有助于降低GaN器件的成本,使其更具竞争力。并且在大功率转换领域,尽管SiC仍然处于技术领先地位,这是由于SiC通常具有比GaN器件更小的芯片尺寸。但如今SiC的衬底、外延和制造成本都要高于GaN,这就给了GaN更多的机会。甚至GaN已经开始在光储、家电等SiC强势领域中崭露头角。