半導體是一種介于導體與絕緣體之間的材料，它具有導電性可控的特點。當半導體受外界光和熱的刺激時，其導電能力將會有顯著變化，在純凈半導體中加入微量雜質，其導電能力會急劇增強。自科學家法拉第發現硫化銀以來，半導體材料硅、鍺、硼、銻、碳化硅和氮化鎵等相繼被發現與應用。

　　我們生活的方方面面都離不開半導體技術，電器、燈光、手機、電腦、電子設備等都需要半導體材料制造，碳化硅（SIC）與氮化鎵（GaN）屬于第三代半導體材料，有著非常廣闊的應用前景。

　　碳化硅與氮化鎵的優點與不足

　　碳化硅與氮化鎵均屬于寬禁帶半導體材料，它們具有禁帶寬度大、電子漂移飽和速度高、介電常數小、導電性能好的特點。隨著市場對半導體器件微型化、導熱性的高要求，這類材料的市場需求暴漲，適用于制作抗輻射、高頻、大功率和高密度集成的電子器件。

　　碳化硅又叫金剛砂，是用石英砂、石油焦、木屑等原料通過電阻爐高溫冶煉而成。碳化硅在大自然也存在罕見的礦物——莫桑石，在當代C、N、B等非氧化物高技術耐火原料中，碳化硅為應用最廣泛、最經濟的一種。目前我國工業生產的碳化硅分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩種，均為六方晶體。

　　氮化鎵是氮和鎵的化合物，是一種直接能隙的半導體，該化合物結構類似纖鋅礦，硬度很高。氮化鎵的能隙很寬，為3.4電子伏特，可以用在高功率、高速的光電元件中，如氮化鎵可以用在紫光的激光二極管，可以在不使用非線性半導體泵浦固體激光器的條件下，產生紫光激光。

　　碳化硅與氮化鎵的應用領域和難點

　　碳化硅是當前發展最成熟的寬禁帶半導體材料，世界各國對碳化硅的研究很重視，美歐日等不僅從國家層面上制定了相應的研究規劃，碳化硅材料可應用于功能陶瓷、耐火材料、冶金原料等應用領域。

　　碳化硅器件的發展難題不是設計難題，而是實現芯片結構的制作工藝，如碳化硅晶片的微管缺陷密度、外延工藝效率低、摻雜工藝的特殊要求、配套材料的耐溫等。

　　氮化鎵是研制微電子器件、光電子器件的新型半導體材料，在光電子、激光器、高溫大功率器件和高頻微波器件應用方面有著廣闊的前景。

　　氮化鎵材料的發展難題一是如何獲得高質量、大尺寸的GaN籽晶，因為直接采用氨熱方法培育一個兩英寸的籽晶需要幾年時間，二是氮化鎵產業鏈尚未完全形成。

　　總結：隨著國家對第三代半導體材料的重視，近年來，我國半導體材料市場發展迅速。其中以碳化硅與氮化鎵為主的材料備受關注。盡管如此，但產業難題仍待解決，如我國材料的制造工藝和質量并未達到世界頂級，材料制造設備依賴于進口嚴重，碳化硅與氮化鎵材料和器件方面產業鏈尚未形成等，這些問題需逐步解決，方可讓國產半導體材料屹立于世界頂尖行列。