第三代半导体物理特性相较于Si在工作频率、抗高温和抗高压具备较强的优势。半导体材料领域至今经历了多个发展阶段，相较而言，第三代半导体在工作频率、抗高温和抗高压等方面更具优势。第一代半导体材料主要包括硅（Si）和锗（Ge），于20世纪40年代开始登上舞台，目前主要应用于大规模集成电路中。但硅材料的禁带宽度窄、电子迁移率低，且属于间接带隙结构，在光电子器件和高频高功率器件的应用上存在较大瓶颈，因此其性能已难以满足高功率和高频器件的需求。
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新材料推进新产品发展，高压高频领域适用SiC。碳化硅在绝缘破坏电场界强度为硅的10倍，因此SiC可以以低电阻、薄膜厚的漂移层实现高耐压，意味着相同的耐压产品SiC的面积会比Si还要小，比如900V SiC-MOSFET的面积是Si-MOSFET的1/35。因此，硅基的SJ-MOSFET只有900V左右的产品，SiC可以做到1700V以上且低导通电阻。Si为了改善高耐压化所带来的导通电阻增大主要采用IGBT结构，但由于其存在开关损耗大产生发热、高频驱动受到限制等问题，所以需借由改变材料提升产品性能。SiC在MOSFET的结构就可实现高耐压，因此可同时实现高耐压、低导通电阻、高速，即使在1200 V或更高的击穿电压下也可以制造高速MOSFET结构。
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SiC MOSFET具备一定优势，但成本较高，距离商业化仍需时间。就器件类型而言，SiC MOSFET与Si MOSFET相似。但是，SiC是一种宽带隙（WBG）材料，其特性允许这些器件在与IGBT相同的高功率水平下运行，同时仍然能够以高频率进行开关。这些特性可转化为系统优势，包括更高的功率密度、更高的效率和更低的热耗散。然而，受制于制造成本和产品良率影响，SiC产品价格较高。由于Si越是高耐压的组件、每单位面积的导通电阻变高(以耐压的约2～2.5倍增加)，因此600V以上的电压则主要使用IGBT。但是IGBT是藉由注入少数载子之正孔于漂移层内，比MOSFET可降低导通电阻，另一方面由于少数载子的累积，断开时产生尾电流、造成开关的损耗。SiC由于漂移层的电阻比Si组件低，不须使用传导度调变，可用高速组件构造之MOSFET以兼顾高耐压与低电阻，可实现开关损耗的大幅削减与冷却器的小型化。SiC在制造和应用方面又面临很高的技术要求，因此SiC Mosfet价格较Si IGBT高，具体实现全面商业化仍需一定的时间。
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来源：天风半导体