第三代半导体材料又称宽禁带半导体材料，和传统硅材料主要的区别在禁带宽度上。禁带宽度是判断一种半导体材料击穿电压高低的重要指标，禁带宽度数值越大，则该种材料制成器件的耐高压能力越强。以碳化硅为代表的第三代半导体材料往往具备更宽的禁带宽度，因此也被称为宽禁带半导体材料（大于 2.3eV）。

由于氮化镓在材料制备环节仍有技术难度，当前具备大规模量产条件的可用于制备功率器件的第三代半导体材料仅有碳化硅。根据天科合达招股书数据，4H 型碳化硅的禁带宽度为 3.2eV，是硅材料禁带宽度 1.1eV 的约 3倍，这使得其击穿电场强度达到了硅的约 7 倍，非常适合用来制备功率器件。

除了更耐高压，碳化硅基功率器件在开关频率、散热能力和损耗等指标上也远好于硅基器件。除了禁带宽度更宽，碳化硅材料还具有更高的饱和电子迁移速度、更高的热导率和更低的导通阻抗，碳化硅器件相比于硅基器件的优势体现在：

1、 阻抗更低，可以缩小产品体积，提高转换效率；

2、 频率更高，碳化硅器件的工作频率可达硅基器件的 10 倍，而且效率不随着频率的升高而降低，可以降低能量损耗；

3、 能在更高的温度下运行，同时冷却系统可以做的更简单。碳化硅功率器件工作温度可达 600℃以上，是同等硅器件的 4 倍，可以承受更加极端的工作环境。

碳化硅材料能够把器件体积做的越来越小，能量密度越来越大，这也是为什么几乎全球的半导体巨头都在不断研发碳化硅器件的原因。根据 ROHM 的数据，一款 5kW 的 LLC DC/DC 转换器，其电源控制板由碳化硅替代硅基器件后，重量从 7kg 减少到 0.9kg，体积从 8755cc 降低到 1350cc。

碳化硅器件尺寸仅为同规格硅器件的 1/10，碳化硅 MOSFET 系统能量损失小于硅基 IGBT 的 1/4，这些优势也能够为终端产品带来显著的性能提升。根据 CREE 的数据，相同的电池下搭载了碳化硅 MOSFET 的电动车比使用硅基 IGBT 的电动车续航里程增加了 5%~10%。