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我们深入探讨了 WBG 技术的前景和缺陷，考察了这些硅替代品的优缺点，以及汽车和 5G 等要求苛刻的应用是否足以将 GaN 和 SiC 技术推向未来芯片设计的前沿。
首先，简要介绍一下：GaN 和 SiC 被指定为 WBG 半导体，基于将这些材料中的电子从价带转移到导带所需的能量。对于硅，这个能量是 1.1 电子伏特 （eV）；SiC 约为 3.2 eV，GaN 约为 3.4 eV。这些特性导致更高的适用击穿电压，在某些应用中可高达 1，700 V。
我们的特别项目研究了推动 WBG 市场的力量、多年未实现预期后的未来前景，以及哪些应用可能为市场渗透提供跳板。
GaN 和 SiC 半导体在电源应用中提供优于硅的优势，尤其是在电源市场中。然而，使用这些宽带半导体的设计人员面临着现实世界的挑战。
当前一代的 SiC 器件至少可以撼动全球半导体行业的某些领域。同时，GaN 技术正在朝着理论性能边界发展，支持者认为该边界明显优于老化的硅 MOSFET，比当前的 GaN 器件好 300 倍。
WBG 半导体功率开关的主要优点包括高电流密度、更快的开关速度和更低的漏源导通电阻。传统的硅半导体仅限于几百千赫兹的开关频率，而 SiC 和 GaN 都扩展到兆赫兹范围。
基于 GaN 和 sSiC 技术的功率半导体可以为跨工业环境的高效电源提供途径，同时还可以补充可再生能源领域的扩展。
然而，Electronic Products 的主编 Gina Roos 警告说，使用 WBG 半导体进行设计需要一些额外的专业知识。
GaN 器件制造商在材料和工艺技术方面的进步导致电动汽车等高压、大功率应用的性能和成本均有所提高。同时，碳化硅技术的高导热性可以比其他半导体材料更快地散热。
如果市场需求增长，下一步将是稳定基板供应链，以快速响应对大功率解决方案不断增长的需求。
我们从 Efficient Power Conversion Corp. 的首席执行官 Alex Lidow对基于硅的分立功率器件的未来的研究开始，解开这些以及其他技术和市场问题。
接下来，我们与 GaN Systems 的Larry Spaziani坐下来探讨新兴 WBG 技术的市场前景和机遇。
Microchip 的 Orlando Esparza 评估了 SiC 技术下一个采用阶段的前景，重点关注器件可靠性以及 SiC 提供系统解决方案的程度。
在与 Yole Développement 跟踪行业部门的 Ezgi Dogmus 的讨论中，我们还考虑了 WBG 市场的前景和采用率。
随着 WBG 生态系统的扩展，我们还收到了电力电子应用开发商的意见，包括来自安森美半导体的慕尼黑设计工程师。
电池充电正在成为 GaN 技术的一种可能应用。Power Integrations 的 Chris Lee 认为，GaN 的实施有望带来充电器设计的一场革命。
在其他地方，罗门半导体的工程师讨论了 SiC MOSFET 的设计挑战和有前景的应用。
混合动力和电动汽车可能代表了 WBG 材料最有前途的应用。技术作家 Stefano Lovati 研究了 WBG 材料提供的潜在效率和功率转换优势。
在更远的地方，德州仪器公司的 Masoud Beheshti 解释了未来的电网组件将如何利用 GaN 技术。
为了完成我们的 WBG 特别项目， UnitedSiC 的Anup Bhalla将 SiC 器件作为推动半导体行业转型的催化剂，以寻求更低的功率和更高的性能。
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