1 、前言：半导体工业迄今已经历了三个发展阶段。第一代和第二代半导体以硅和砷化镓半导体材料为基础，已广泛应用于各种电子设备。第三代半导体使用的材料具有比硅和砷化镓更大的能隙，因此被称为宽禁带（WBG）半导体。这些半导体包括使用碳化硅、氮化铝、氮化镓、金刚石或氧化锌作为基础材料的半导体。其中，比较成熟的是 SiC 和 GaN。

    硅基 MOSFET 和 IGBT 是电动汽车行业的主流功率半导体器件。然而，硅基功率半导体在 400V 电动汽车上已达到其理论性能极限。因此，随着电动汽车行业向 800V 高压平台过渡，人们需要更新的材料，如宽禁带（WBG）半导体，以提供更好的电气和热性能。碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）是在800V高压平台电动汽车的牵引逆变器、车载充电器和DC-DC转换器等应用中最受青睐的两种宽禁带（WBG）半导体材料。

2、 什么是宽禁带半导体(WBG Semiconductor)？
   
1）带隙(Band Gap)，又称禁带（Forbidden Band），是指材料的绝缘态和导电态之间的能量差。如下图所示，原子的外层电子在价带（Valence Band）中时，处于低能带，无法自由移动，宏观表现是材料不导电。当有一定的能量作用到材料上时，原子的外层电子就会跃迁到一个更高的能带，即导带（Conduction Band），在这里的电子可以自由移动，宏观表现是材料开始导电。带隙决定了电子从价带移动到导带所需的能量。金属材料之所以能导电，主要是因为电子处于高能量的导带区，电子可以自由移动。在室温下，半导体材料的主要电子处于低能的价带区，不能自由移动。当施加足够的热量或能量时，价带区的电子可以越过能隙，跃迁到导带区，从而产生导电特性。这是所有半导体材料特性的基本原理。

2）第一代半导体材料 Si 的带隙为 1.12eV。第二代砷化镓的带隙为 1.43eV。虽然这两种材料都得到了广泛应用，但它们的低能隙限制了它们在更高频率应用或更高电压应用中的使用，因为在这些应用中，过高的电压和热量会导致器件失效。而第三代宽禁带半导体（WBG）材料可用于更高的工作电压，并能减少能量损失。与硅元件相比，它们的尺寸也大大缩小。

3、 宽禁带半导体的应用：宽禁带半导体应用广泛，如消费领域的充电器和适配器、电动汽车充电、电信通信、开关电源、车载充电和高压到低压 DC-DC 转换器等等。