高频软磁材料发展现状及趋势浅析

随着硅基电力电子器件逐渐接近其物理极限值，新型半导体材料发展迅猛。新型半导体材料主要是以砷化镓（GaAs）、氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）为代表的化合物半导体材料和以石墨烯为代表的碳基材料。作为第三代半导体材料的代表，宽禁带材料SiC和GaN相对于前两代半导体材料具有可见光波段的发光特性、高击穿场强、更好的大功率特性、更加抗高温和高辐射等优势， 以更大的禁带宽度、电子饱和漂移速度更快为特点，制造出的半导体器件具有优异的光电性能、高速、高频、大功率、耐高温和高辐射等特征，在光电器件、微波器件和电力电子器件具有先天优势。

经过多年的发展和政府推广，GaN基的LED已经发展成熟，但作为微波通信器件和电力电子器件，还远远没有广泛被应用。GaN基的微波通信器件具有优于GaAs的高频特性和微波特性，随着未来5G的大面积铺开，GaAS将不能满足这种高频特性需求，GaN将会大规模商用。作为电力电子器件，GaN相对于SiC具有相对低的高频损耗优势，但是还不适合大功率下运行，所以目前GaN只被广泛应用于低功率的如白色家电、电动汽车等领域的电源；而SiC功率器件经过多年的发展，在SBD器件中的应用技术已经成熟，在MOSFET上测试性能突出，在IGBT的应用被多家公司大量应用，混合或全SiC功率模块已全面实现商业化。