半導(dǎo)體芯片通常也可稱為集成電路，是指在半導(dǎo)體片材上進(jìn)行浸蝕、布線、制成的能實(shí)現(xiàn)某種功能的半導(dǎo)體器件。不只是硅芯片，常見的還包括砷化鎵、氮化鎵、碳化硅等半導(dǎo)體材料。半導(dǎo)體制造的過程就是“點(diǎn)石成金“的過程，主要是對(duì)硅晶圓的一系列處理，簡(jiǎn)單來說就是通過外延生長(zhǎng)、光刻、刻蝕、摻雜和拋光，在硅片上形成所需要的電路，將硅片變成芯片。

半導(dǎo)體材料是制作半導(dǎo)體器件和集成電路的電子材料，是半導(dǎo)體工業(yè)的基礎(chǔ)。隨著新的半導(dǎo)體材料出現(xiàn)、電力電子技術(shù)進(jìn)步與制作工藝的提高，半導(dǎo)體在過去經(jīng)歷了三代變化。砷化鎵（GaAs）和氮化鎵（GaN）、碳化硅（SiC）半導(dǎo)體分別作為第二代和第三代半導(dǎo)體的代表，與第一代半導(dǎo)體硅（Si）相比，在高頻、高溫等方面性能更加優(yōu)異。

化合物半導(dǎo)體芯片因其優(yōu)異的高頻性能，常用來制造功率半導(dǎo)體，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。在應(yīng)用中通過變頻、變壓、變流、功率放大及管理的方式實(shí)現(xiàn)兩大功能：放大和開關(guān)。目前75%以上的電能應(yīng)用需要進(jìn)行功率變換以后才能供設(shè)備使用。其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。

放大：低頻功率變?yōu)楦哳l功率，充分利用放大作用，就可以使用小功率驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。

開關(guān)：切換電路的開與關(guān)，其開關(guān)速度越快，越能實(shí)現(xiàn)精密控制。

砷化鎵半導(dǎo)體芯片主要用于微波功率器件，即工作在微波波段（頻率300~300000兆赫之間）的半導(dǎo)體器件。由于Si在物理特性上的先天限制，僅能應(yīng)用在1GHz以下的頻率。然而近年來由于無線高頻通訊產(chǎn)品迅速發(fā)展，使得具備高工作頻率、電子遷移速率、抗天然輻射及耗電量小等特性的砷化鎵脫穎而出，在微波通訊領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用。

由于砷化鎵高頻傳輸?shù)奶匦裕嗽谑謾C(jī)應(yīng)用中飛速成長(zhǎng)外，筆記本電腦、平板電腦中搭載的WiFi模組、固定網(wǎng)絡(luò)無線傳輸，以及光纖通訊、衛(wèi)星通訊、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)微波通訊、有線電視、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車防撞系統(tǒng)等，也分別采用1~4顆數(shù)量不等的功率放大器，這都是推動(dòng)砷化鎵成長(zhǎng)的強(qiáng)大動(dòng)力。

氮化鎵材料由于禁帶寬度達(dá)到3.4eV，與SIC、金剛石等半導(dǎo)體材料一起，被譽(yù)為第三代半導(dǎo)體材料，也稱為寬禁帶半導(dǎo)體。由于氮化鎵具有禁帶寬度大、擊穿電場(chǎng)高、飽和電子速度大、熱導(dǎo)率高、介電常數(shù)小、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定和抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，成為高溫、高頻、大功率微波器件的首選材料之一。

氮化鎵（GaN）與砷化鎵（GaAs）性能比較；氮化鎵（GaN）與硅（Si）性能比較由于對(duì)高速、高溫和大功率半導(dǎo)體器件需求的不斷增長(zhǎng)，使得氮化鎵材料器件逐漸被半導(dǎo)體市場(chǎng)應(yīng)用。其主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：

在可再生能源領(lǐng)域，在將風(fēng)電和太陽能電力接入電網(wǎng)以及減少輸電損耗方面，都發(fā)揮了極其重要的作用；綠色能源、電動(dòng)汽車、綠色電子照明等新興領(lǐng)域正在成為功率器件市場(chǎng)應(yīng)用的新熱點(diǎn)，需求強(qiáng)勁。

增強(qiáng)型氮化鎵電晶體表現(xiàn)出高耐輻射性能，從而適用于通訊和科學(xué)衛(wèi)星的功率和通訊系統(tǒng)；點(diǎn)到點(diǎn)通信、衛(wèi)星通信、各種雷達(dá)和新型工業(yè)/醫(yī)療應(yīng)用都將從這些大功率氮化鎵器件的應(yīng)用中獲益。

國(guó)內(nèi)各主要IT產(chǎn)品仍將保持旺盛的市場(chǎng)需求，筆記本電腦、顯示器、打印機(jī)、電視機(jī)、組合音響、激光視盤機(jī)等傳統(tǒng)產(chǎn)品以及新興汽車電子均將在未來保持平穩(wěn)增長(zhǎng)。隨著全球空調(diào)、節(jié)能電機(jī)等電子產(chǎn)品產(chǎn)能向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移，功率半導(dǎo)體的需求也將成倍地增加。

功率半導(dǎo)體在提高整個(gè)電力供應(yīng)鏈--從發(fā)電、輸配電到最后的用電--的能效方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

碳化硅（SiC）因其在高溫、高壓、高頻等條件下的優(yōu)異性能表現(xiàn)，成為當(dāng)前最受關(guān)注的半導(dǎo)體材料之一，在交流-直流轉(zhuǎn)換器等電源轉(zhuǎn)換裝置中得到大量應(yīng)用，未來亦有望在半導(dǎo)體功率器件領(lǐng)域逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)硅的全面替代，碳化硅半導(dǎo)體時(shí)代即將開啟。

與硅器件相比，碳化硅半導(dǎo)體芯片的功率損耗可減少將近50%，從而有效提升電源轉(zhuǎn)換效率。碳化硅器件由于轉(zhuǎn)換效率高、發(fā)熱小，所以可以有效減小冷卻系統(tǒng)的體積，從而實(shí)現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換裝置整體的小型化，這對(duì)于新能源汽車等需要大量電源轉(zhuǎn)換裝置的系統(tǒng)具有重大的意義。因此，對(duì)于需要高轉(zhuǎn)換效率和高功率密度的系統(tǒng)，碳化硅器件具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)，是當(dāng)仁不讓的首選產(chǎn)品。

正因?yàn)樘蓟杈邆溥@些優(yōu)異的性能，所以它特別適合深井鉆探、太陽能逆變器（實(shí)現(xiàn)直流與交流的轉(zhuǎn)換）、風(fēng)能逆變器、電動(dòng)汽車與混合動(dòng)力汽車、工業(yè)驅(qū)動(dòng)以及輕軌牽引等需要大功率電源轉(zhuǎn)換的應(yīng)用。